科學家們不願意讓現有的引力概念在太陽系之外無法適用，於是就提出了「暗物質」的概念。其概念是：在星系中遍佈了一種不發光的暗物質…


萬有引力定律最重要的理論基礎是克普勒定律。克普勒早於牛頓之前發現行星距離太陽越遠，繞太陽一圈所用的時間越長，用公式表示為　
(距離的三次方)／(時間的平方)＝常數

牛頓的萬有引力實際上可以說是由克普勒定律推算出了各個行星上的離心力(或說「所需要的向心力」)。結論是這個力應該和距離成平方反比關係，就是
力＝〔1／(距離平方)〕×常數

可是到了太陽系之外，科學家發現許多的星系中的恒星繞星系中心轉的時間周期並不符合克普勒定律，它們的周期與距離基本無關。如此推演出的力實際上應該是與距離成一次反比的關係，也就是
力＝(1／距離) ×常數

這就推算出了一個不同的引力公式。可是科學家們不願意讓現有的引力概念在太陽系之外無法適用，於是就提出了「暗物質」的概念。其概念是：在星系中遍佈了一種不發光的暗物質。當加進了暗物質的作用後，它們的分佈型態可以讓我們所觀測到的天體運動，都能符合「萬有引力定律」。如此一來，不管星系怎麼運動，萬有引力都不會被推翻了。

但是萬有引力定律還有一個問題：用它來推算現在的大爆炸理論，會與實驗觀測不符。於是又有了所謂「暗能量」的概念出現了。有了這暗能量，無論這宇宙怎麼膨脹，總是可以解釋的。事實上，現在的引力理論推論出了一個很奇怪的宇宙概念，但科學家卻必須接受這種說法，目的是要挽救現有的理論。

可是這種呼之即來卻又不發光的暗物質是什麼呢？又有形形色色的理論被提了出來。其中一種理論說是一種和星系一般大小的粒子，但重量卻比一個電子還輕，天知道怎樣才能探測到這種粒子。另一種理論說這是一種叫Q球的粒子，大小像一個分子一樣，卻可以穿過整個星球而不被觀測到。種種「新理論」的提出，似乎造就了不破的信條，實際上後人仍在同一個框架內修修補補。只是為了證明萬有引力定律的「不敗」。

(取材自正見網，2001年5月7日)