天體物理學導論/暗物質

透過觀察恆星，我們可以使用簡單的物理學計算它們的速率、軌道退行、星等和距離。在給定星系中旋轉的恆星根據它們到星系中心的距離表現出兩種不同型別的運動。靠近星系中心的恆星表現出剛體運動，所有恆星的旋轉週期都相同。然而，更遠的恆星則表現出微分旋轉，它們各自擁有不同的旋轉週期。

從上圖可以看出，恆星的旋轉速度“v”並沒有隨著與系統中心的距離而下降，而是隨著半徑緩慢上升。根據資料，我們應該擁有比我們能看到的質量多十倍的質量來解釋觀測到的速度。一定有某種東西在那裡，這就是天體物理學家所稱的暗物質。這些是目前的技術無法直接探測到的太暗的天體。這些天體根本不發射、吸收或散射光。白矮星、中子星、黑洞、粒子物理標準模型預測的弱相互作用大質量粒子 (WIMP) 和中微子等恆星遺骸都符合暗物質的定義。