仰望夜空，你會看到頭頂萬千閃耀群星，但看到最多的還是黑暗。你或許會將這些黑暗之處想象成空無一物的空間。但事實並非如此。如今，天文學家相信這裏充滿了不可見的“暗物質”。這種物質的粒子或許現在就飄浮著穿過你的身體，而你永遠都不會察覺到，這是因為暗物質從根本上不同於一般物質。兩者幾乎從不相互作用，而且，暗物質較可見類型的物質要多得多—總量超過物質的五倍。

鑒於這一概念的古怪性，在很長一段時間裏，天文學家不願相信有暗物質存在的這件事也就無足為奇了。事實上，從第一次提出暗物質存在，到主流科學接受它真的存在，兩者之間幾乎相隔了半個世紀之久。

發現暗物質的人是瑞士天體物理學家弗裏茨·紮維奇[23]，1925年，他接受了美國加州理工學院的一個職位之後，搬到了美國居住。在那裏他的部分時間是用來做巡天觀測的，這是一種常規性的天文工作，涉及給全天的天體做記錄的工作內容。在此過程中，他的注意力被後發座星係團吸引了，這是一個龐大的星係團，位置距地球三億兩千萬光年遠。

紮維奇注意到這一星係團中的各個星係移動得極快—快到據他的測算，它們應該在很久以前就已經各自分散，相距遙遠了。但與此相反，它們仍然作為一個星係團存在，並受到彼此的引力束縛。這令他十分困惑，因為他知道需要很大的引力才能抵消它們的速度。紮維奇做了計算以弄清確切的數字，這時事情開始變得奇怪。他估計所需要的引力是後發座星係團所有可見星係生成引力的五十倍。

也許大多數天文學家會認為自己在計算中犯了什麽錯誤，但紮維奇對自己的工作很有信心，而且他並不會怯於跳躍性地得出宏大結論。他認定那裏必然有大量額外的隱藏物質，令整個星係團受引力束縛而聚在一起。在一篇1933年刊發的德語文章中，他將這種物質描述為“暗物質”。

但根本沒人理睬紮維奇的理論。部分原因是他的文章發表在一本德國期刊上，也就是說大半個說英語的天文學圈子都注意不到它。但是，更重要的是，他的想法非常離譜。如果一個人宣稱宇宙中有什麽是光學望遠鏡觀測不到的，如行星或者燃盡的恒星，倒並不會引起爭議，但紮維奇提出的卻是，暗物質要比可見物質多得多，多出巨量的程度。自然而然地，天文學家會在接受如此極端的概念之前，想要更多的證據。

紮維奇很難找到盟友願意認真對待他的怪想法，還出於一個更平凡的原因—他的同事們不是太喜歡他。他的個性是出了名地生硬粗魯、暴躁易怒，極為固執己見，經常將那些敢於反對他觀點的人稱為“全方位渾蛋”（他形容一個人從任何角度看都是渾蛋時所用的詞）。這一類行為不會讓他的同事們多喜歡他。其結果是，暗物質的概念就這樣默默無聞地凋零了。直到20世紀70年代，得益於薇拉·魯賓[24]的工作，這一概念才終於重見光明。

正如紮維奇，薇拉·魯賓也在其工作被接受的過程中經受了社會的挑戰，但更令人沮喪的是，這種挑戰緣於她的性別。當她開始職業生涯時，她是僅有的幾名女性天文學家之一，在這個男性主導的職業領域，你必須竭盡全力爭取被認真對待。紮維奇隻會對那些反對他的人發怒，魯賓卻耐心地收集越來越多的數據。最終，人們無法再忽略她所說的一切。

魯賓研究的是單個星係，而不是整個星係團，但和紮維奇一樣，她注意到它們的運動有些奇怪之處。她研究的這些星係的外緣旋臂運動得太快了。以它們的速度，這些旋臂應該已經完全脫落，除非有什麽額外的引力物質使它們保持原樣。1970年，她與天文學家肯特·福特一起發表了一篇文章。文章中提出：為了解釋仙女座星係旋臂旋轉的速度，該星係需要包含幾乎十倍於可見物質的質量。

在接下來的幾年裏，魯賓和福特繼續提供了更多星係類似的觀測數據，而其他研究者證實了他們的發現。到了20世紀70年代末，科學觀念已經決定性地倒向了支持暗物質存在的一邊。科學界的共識是，簡單來說，並無其他辦法可以解釋所有這些數據。

但暗物質到底是什麽呢？紮維奇認為它不過是不可見的常規物質，但是如果這是真的，除了通過其引力效應，應該還有多種方式能探測到暗物質的存在。天文學家嚐試了各種方法，但都一無所獲。漸漸地，人們轉而相信暗物質肯定是由某種更奇怪的東西構成。

人們已考慮並否決了一長串清單上的備選物質，並由此引出了目前最流行的假說，認為暗物質肯定是某種不為人知的亞原子粒子，除了通過引力，不與常規物質相互作用。這種物質很可能無處不在，但它會在圍繞星係的巨大光環中匯聚，而這些巨大的光環也正是暗物質形成的地方。

然而，至今所有想直接探測到暗物質粒子的嚐試都失敗了，這導致一些懷疑論者開始質疑這種物質是否真的存在。他們暗示，那些被歸因於暗物質的效應或許實際上是由（與較小的太陽係尺度相對的）星係尺度上引力的不同作用造成的。這種替代性理論第一次是由以色列物理學家莫迪凱·米爾格羅姆於1983年提出的，被稱為“修正牛頓動力學”或“MOND理論”，該模型很好地解釋了單個星係的運動，但在解釋整個星係團的運動時就遠沒那麽好用了。

然而，對大多數科學家而言，改寫萬有引力定律的想法近乎異端。出於這個原因，修正牛頓動力學吸引的支持者不過屈指可數。但是，隻要暗物質支持者還不能通過探測到這種物質的粒子而徹底結束爭議，修正牛頓動力學也就尚存希望，而且，暗物質無法被直接探測到的時間越久，就有越多關於它的懷疑浮出水麵。這意味著盡管紮維奇的奇怪想法現在已經被主流科學界所接受，但仍然有很小卻真實存在的概率，有一天其命運會再次改變，令它成為一個古怪而成了真，最後可能又會被否定的理論。