1933年，弗里茨·茲維基正在研究后發(fā)星系團(tuán)中的幾個(gè)星系這是一個(gè)由1000多個(gè)星系組成的星團(tuán)，距離我們大約3.3億光年Zwicky發(fā)現(xiàn)，這個(gè)星系團(tuán)中的星系移動如此之快，以至于沒有足夠的質(zhì)量來保持星系團(tuán)在一起時(shí)至今日，宇宙的一些參數(shù)仍然難以測量，更何況是在1933年那么茨威基是怎么做到的呢

首先，我們必須用某種標(biāo)準(zhǔn)蠟燭來測量距離標(biāo)準(zhǔn)燭光是一顆具有可預(yù)測亮度的恒星，如造父變星或1a型超新星如果我們知道它們的實(shí)際亮度，我們就可以把它與視亮度進(jìn)行比較因?yàn)楣夥钠椒椒幢榷桑晕覀兛梢詮膶?shí)際亮度和表觀亮度的比值得到距離

接下來，我們將使用希羅多德圖，它可以告訴我們幾乎所有關(guān)于恒星的信息Zwicky需要的是一個(gè)星系的整體亮度，他可以估算出其中恒星的質(zhì)量

測量速度有點(diǎn)困難這些天體離我們很遠(yuǎn)，所以我們實(shí)際上看不到這些東西在運(yùn)動為了計(jì)算速度，我們需要測量一種叫做多普勒紅移的東西當(dāng)一個(gè)物體靠近或遠(yuǎn)離我們時(shí)，它發(fā)出的光的頻率/波長會發(fā)生變化但是我們?nèi)庋劭床坏筋伾淖兓覀儽仨毎压廪D(zhuǎn)移到光譜上，然后尋找譜線的移動

所以Zwicky得到了質(zhì)量和速度，然后應(yīng)用萬有引力定律，看看會發(fā)生什么但后期星團(tuán)星系眾多，解決多體問題相當(dāng)困難所以Zwicky用了勢力定理，把系統(tǒng)中動能和勢能的時(shí)間平均值聯(lián)系起來根據(jù)測得的星系速度和星團(tuán)的有效半徑，我們可以計(jì)算出需要多少質(zhì)量結(jié)果，測得的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論質(zhì)量

Zwicky斷定那里一定有看不見的暗物質(zhì)但是，它所指的暗物質(zhì)與現(xiàn)在考慮的暗物質(zhì)是不同的Zwicky指的是暗物質(zhì)，它不發(fā)射或反射足夠的光，使它們從地球上看不見在這個(gè)定義下，很多常見的東西也是暗物質(zhì)，比如巨大的冷擴(kuò)散氣體云Zwicky認(rèn)為恒星只占宇宙質(zhì)量的一小部分，其余大部分都是氣體云

1951年，HaroldEwen和Edward Purcell發(fā)現(xiàn)了21厘米的氫線，使我們能夠找到恒星和星系之間所有的冷氫即使氫是冷的，處于擴(kuò)散的氣體云中，它仍然會發(fā)出這種21厘米的光這意味著我們可以衡量他們的質(zhì)量，但這仍然不足以解釋茲維基的質(zhì)量問題

然后在1962年，我們用太空探測器發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)太陽系外的X射線源地球的大氣層吸收了大量來自太空的X射線，所以我們的X射線探測器必須在太空中才能看到它x射線天文學(xué)為我們打開了一個(gè)觀察宇宙的新途徑，當(dāng)時(shí)我們看到了新的東西:熱氫可惜還是不足以說明質(zhì)量問題

直到20世紀(jì)70年代初，暗物質(zhì)問題才取得進(jìn)展，當(dāng)時(shí)薇拉·魯賓正在使用肯特·福特建造的光譜儀研究星系旋轉(zhuǎn)她繪制了幾個(gè)星系中氫的分布圖，但當(dāng)她研究這些氫的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，她發(fā)現(xiàn)了一些奇怪的事情根據(jù)她繪制的氫分布圖，她預(yù)測星系外緣附近恒星的軌道速度會降低可是，觀測數(shù)據(jù)顯示了一些不同的東西，外緣速度趨于平坦而不是減小

所以她問了自己一個(gè)問題:如果星系的質(zhì)量比我們能看到的要大呢是的，聽起來很熟悉她說的是暗物質(zhì)，這和弗里茨·茲維基在20世紀(jì)30年代提出的論點(diǎn)是一樣的，但薇拉·魯賓是用適量的數(shù)據(jù)提出的，這讓暗物質(zhì)第一次成為一門科學(xué)

所以我們來看看最新的材質(zhì)構(gòu)成活動恒星約占宇宙物質(zhì)的1.5%，行星，衛(wèi)星，小行星和彗星約占0.005%，散射氣體和塵埃云約占14.5%，其中84%缺失這就是我們所說的暗物質(zhì)