据科学家研究，暗物质和暗能量占宇宙的 95%，人类为何感知不到它们的存在？
我们感知世界的方式：基于电磁相互作用
首先，我们必须理解我们人类是如何感知周围世界的。我们之所以能看到、听到、触摸到物体，是因为它们与我们的感官系统发生了互动，而这种互动绝大多数是基于电磁相互作用。
视觉： 我们看到的物体发出的光，或者是反射的光。光是电磁波，它与我们眼睛中的视网膜细胞（视锥细胞和视杆细胞）相互作用，产生神经信号，最终被大脑解读为图像。
触觉： 当我们触摸物体时，实际上是我们的皮肤原子与物体表面原子之间的电子云发生排斥，这是电磁力的体现。
听觉： 声波是空气分子振动的传播，这种振动会引起我们耳朵里的鼓膜振动，再经过一系列机械和电信号的转换，由大脑处理成声音。
嗅觉和味觉： 这两种感觉依赖于分子之间的化学反应，而化学反应本质上也是由原子间和分子间的电磁力驱动的。
简而言之，我们作为由原子和分子构成的生命体，我们的所有感官能力都是建立在对物质（具有电荷的粒子）发出的电磁辐射（光、无线电波、X射线等）的探测和感知之上。
暗物质和暗能量为何“不被感知”？
现在，我们来具体看看暗物质和暗能量为何逃脱了我们的感官。
1. 暗物质：只参与引力相互作用（目前已知）
暗物质占据了宇宙总质能的大约 27%。它们之所以被称为“暗”物质，主要是因为它们 不与电磁力发生相互作用。这意味着：
不发光、不反射光、不吸收光： 如果暗物质粒子不与光子（电磁相互作用的载体）发生任何作用，那么光就无法穿过它们，也无法被它们阻挡。它们就像“隐形人”一样，你看不见它们，因为它们不发出任何可见的信号。
不与我们身体的原子发生强相互作用： 构成我们身体的物质（质子、中子、电子）主要通过强相互作用（构成原子核）和电磁相互作用（电子绕原子核运动）结合在一起。暗物质粒子，如果它们不同于我们已知的粒子，那么它们很可能不会参与这些主要的相互作用。
只表现出引力效应： 这是我们发现暗物质的主要证据。我们通过观测星系旋转速度、星系团的动力学、宇宙大尺度结构的形成以及引力透镜效应来推断暗物质的存在。例如，我们看到星系外围的恒星旋转速度比根据可见物质计算出的速度快得多，这表明存在额外的不可见质量（引力源）在施加引力。同样，星系团中的星系运动速度也需要更多的引力来束缚，否则它们早就飞散了。引力透镜效应则显示出光线在经过大质量天体时会发生弯曲，这种弯曲程度有时也超出了可见物质的解释范围。
暗物质探测的挑战： 由于暗物质不参与电磁相互作用，这意味着我们无法像探测普通物质那样，通过接收它们发出的电磁信号来找到它们。科学家们正在尝试通过以下几种方式来“间接”探测它们：
直接探测实验： 在地下深处的实验室里，建造高度屏蔽的探测器，试图捕捉极其罕见的暗物质粒子与探测器中的原子核发生碰撞时产生的微弱信号。这些信号可能表现为探测器材料中单个原子的反冲动能。
间接探测实验： 搜索暗物质粒子湮灭或衰变时可能产生的高能粒子，如伽马射线、中微子或反物质。这些粒子如果能穿过宇宙和地球，就有可能被天文望远镜或地下探测器捕捉到。
对宇宙学观测数据的精密分析： 不断提高观测精度，以便更精细地刻画引力效应与暗物质分布之间的关系。
总结暗物质： 我们感知不到暗物质，是因为它不与电磁力相互作用，而电磁力是我们与物质互动的主要途径。我们只能通过它施加的引力效应来“看见”它的存在，而不是直接看到或触摸到它本身。
2. 暗能量：一种未知的力量，驱动宇宙加速膨胀
暗能量占据了宇宙总质能的大约 68%，是宇宙中占比最大的组成部分。与暗物质不同，暗能量并非一种“物质”，而更像是一种 遍布于整个空间的未知能量，它具有一种非常奇特的性质：
负压强： 这是暗能量最核心的特征。根据广义相对论，物质和能量会产生引力，使时空弯曲并吸引物体。然而，暗能量却产生一种“负压强”，它不是将时空向内吸引，而是 向外推斥。这种推斥效应克服了宇宙中物质的引力吸引，导致宇宙正在加速膨胀。
均匀分布： 与暗物质倾向于聚集在星系和星系团周围不同，暗能量似乎是均匀地分布在整个宇宙空间中，或者至少是分布得非常平坦。这意味着它不会在某个局部区域产生显著的“聚集效应”。
不与电磁相互作用： 和暗物质一样，暗能量也不与电磁力发生相互作用。因此，它也不会发光、反射光或吸收光，我们同样无法用眼睛或任何电磁探测器直接看到它。
为何我们感知不到暗能量？
均匀分布的“推力”： 暗能量的推斥作用是全局性的、均匀分布的。想象一下，你身处一个充满均匀向上推力的气球内部。你感受不到气球壁的推力在哪里，因为推力是均匀的。同样，暗能量的推斥力遍布整个宇宙，我们作为其中一部分，很难直接感知到这种弥漫的、向外的推力。
我们自身也是宇宙的一部分： 我们以及我们周围的物质，都是在暗能量的推斥作用下被拉开的。我们无法在宇宙尺度上“跳出来”，去观察这种推斥效应如何影响整体。我们的感知和测量工具都局限在局部范围内，而暗能量的效应在局部尺度上非常微弱，被引力等其他力量所掩盖。
宏观尺度效应： 暗能量的效应主要体现在宇宙的大尺度结构和演化上。它驱动着星系远离彼此，并且这种远离的速度正在加快。在局部尺度，比如太阳系或银河系内部，引力效应仍然远远强于暗能量的推斥效应，所以我们感觉不到暗能量的存在。
我们如何知道暗能量的存在？
同样，我们也是通过 间接的观测证据 来推断暗能量的存在：
Ia型超新星的红移测量： 这是发现暗能量的关键证据。通过测量遥远星系中Ia型超新星（一种非常明亮的，亮度一致的恒星爆炸）的红移（表明它们正在远离我们）和它们的光度（表明它们的距离），科学家们发现，这些超新星比预期的要暗，这意味着它们比预期的要远。这表明宇宙的膨胀正在加速。
宇宙微波背景辐射（CMB）的观测： CMB是宇宙大爆炸的余辉，对它的精密测量揭示了宇宙的组成成分和几何结构。CMB的功率谱等特征也支持了宇宙加速膨胀的模型，其中暗能量是关键的驱动因素。
大尺度结构的形成： 宇宙中星系和星系团的分布以及它们的形成过程，也受到了暗能量的影响。模型的计算表明，如果没有暗能量，这些结构的形成速度和分布模式会与我们观测到的不同。
总结暗能量： 我们感知不到暗能量，是因为它是一种弥漫在空间中的未知能量，具有负压强，驱动宇宙加速膨胀。它的效应是全局性的、宏观的，并且不与电磁力相互作用。我们只能通过它对宇宙膨胀率和结构演化的影响来推断其存在。
为什么科学家要花大力气去研究它们？
尽管我们无法直接感知暗物质和暗能量，但它们是理解宇宙的 关键。它们共同决定了宇宙的命运：
宇宙的构成： 它们占据了宇宙的绝大部分，是我们现在宇宙观的基石。如果我们忽略了它们，我们对宇宙的理解将是片面的、错误的。
宇宙的演化： 暗物质提供了引力“种子”，帮助普通物质聚集形成星系和星系团。暗能量则决定了宇宙膨胀的速度和最终命运（例如，是会永远膨胀下去，还是会在某个时刻停止或反转）。
物理学的边界： 暗物质和暗能量的本质是物理学中最大的未解之谜之一。它们的发现可能预示着我们现有物理学理论（如标准模型和广义相对论）的局限性，并可能引导我们走向更深刻、更全面的物理学新理论。
未来展望：
科学家们正在不断努力，希望通过更先进的望远镜、更精密的探测器和更强大的计算能力来揭示暗物质和暗能量的真实面目。或许有一天，我们会找到探测它们的方法，或者发展出新的理论来解释它们的来源和性质，届时我们将能更全面地理解我们所处的宇宙。
总而言之，人类无法感知暗物质和暗能量，主要是因为它们不与电磁相互作用，而电磁相互作用是我们感官与物质互动的主要方式。我们只能通过它们对宇宙结构的引力影响（暗物质）和宇宙膨胀的动态影响（暗能量）来间接推断其存在。它们的奥秘，仍然是现代科学最前沿的探索领域。
网友意见
宇宙不是一个客观存在的东西，而是以所在生物视角出发所见的一个量化物。在粒子层面的物种面前，一片指甲也许就是它们的宇宙空间，但如果我们就是那个粒子物种，我们会认为自己是一个微小的粒子生物吗？我们能认识到自己只活在一个指甲大小的空间里吗？显然不能也不会，假如我们缩小成为粒子，那么我们在粒子的世界里，一样拥有人一样的尺寸和向外望去无限的可扩展空间。也许我们爬到另一个指甲上落户，就成了星际移民那样庞杂浩大的工程。但是粒子与粒子之间的空隙，就犹如我们人与人之间的空隙那么宽广。我们觉得宇宙之间的空隙大到用光年来丈量都嫌大，在粒子世界的尺寸里，是不是也一样有它们的光年单位来衡量指甲之间的距离？
这是向小的生物方向去度量宇宙尺寸所得出的一个方向，假如向大的物种方向进发，我们又会发现什么样的新世界？蚂蚁爬进了一辆汽车，它会发觉这是一个人造体吗？显然不会，它如果触碰到了发动机，它可能觉得那是一个太阳，它要是爬向了尾气管，它可能认为自己坠入了黑洞，它要是爬进了空调口，它觉得自己应该掉进了极寒冰星云。如果人类在宇宙中的尺寸就是一只蚂蚁，那我们现在所见到的宇宙现象也许就是一辆现实中的汽车，我们以为自己了解了宇宙，其实不过是爬进了一辆汽车，所见的一切现象，不过是汽车各个部位的零部件而已。又或者人类这只蚂蚁爬进了一栋高楼，我们发现了一个一个房间具有相似性，又有不太一样的地方，比如每个房间都有窗户，但有些房间是落地窗，有些房间是木头窗，有些房间是防盗窗，每个房间有相同的部位，又有不相同的地方，蚂蚁为此苦苦思索，却不知道这仅仅是各家业主不同的装修嗜好而做出的选择和改变。
人类认知宇宙的一切，都是以人类自我认知范畴为中心，然后试图去解读所见所闻之中的现象。但若从别的生物视角来看待，其实许多东西或者并没有那么多不可解之处。比如你觉得宇宙有95%不可见的暗物质暗能量，或许那仅是你所见到的一块沙发座套，它阻挡了你的视线，让你无法看清全貌，你就把它命名为暗物质，但在能够看清全貌的物种面前，那就仅是一个沙发座套而已。
主要是因为它们不参与电磁作用和强作用。
先问是不是。没有那么多暗物质，而且人类有很多方法去感知暗物质。
在当前的宇宙学标准模型中，根据不同的观测手段给出的实测值，暗能量拥有宇宙中 68.3%~74% 的质能，暗物质和物质都是少数。
2020 年，美国加州大学河滨分校的研究团队得出的测量结果[1]是，物质和暗物质合计占宇宙总质能的 31.5±1.3%[2]，其余是暗能量。
在上述约 31% 的“物质与暗物质合计”之中，暗物质占了约 80%，无论如何都没有“宇宙的 96%”。
狭义的暗物质是不参与电磁相互作用的，人类的感官依赖电磁相互作用。但是，别忘了你也从未“看到”一个电子。人类可以借助弱相互作用和引力相互作用观测到暗物质，也可以通过电磁相互作用观测暗物质对其它物质的影响而间接观测暗物质。人类修建的暗物质粒子探测设备在基本排除宇宙线与自然本底辐射影响后已经观测到一些东西撞击原子核产生的信号，它的变化规律不能归结到太阳系内已知天体的活动上。
广义的暗物质是在我们目前的条件下不能靠电磁波观测的东西，包括重子暗物质和非重子暗物质[3]。重子暗物质是参与电磁相互作用的，例如非常稀薄的星际分子云、附近缺乏光源的星际行星和褐矮星、遥远的晕族大质量致密天体（中小型黑洞、中子星、较暗的白矮星）。
观测不到一部分重子物质，是因为对我们手里的望远镜来说目标在其距离上看起来光度太低，而它实际上未必暗到哪去[4]。你的身体也主要是重子物质，对遥远的观察者来说，地球也可以隐藏在黑暗中。
非重子暗物质是不参与电磁相互作用的东西，也就是狭义的暗物质，可根据运动速度分为热暗物质、温暗物质、冷暗物质。
热暗物质粒子的运动速度接近真空光速，例如中微子，人类已经知道中微子不参与电磁相互作用而参与弱相互作用。中微子可以被专门设计的大科学装置观测，例如日本的超级神冈探测器。
1998 年，超级神冈探测器首次发现了中微子震荡的强烈证据，其观测到了 μ 子中微子转变为τ子中微子的现象，显示中微子具有质量。梶田隆章在该年的“中微子物理学·宇宙物理学国际会议”上发表该结果，以此研究获得 2015 年诺贝尔物理学奖。
温暗物质粒子的运动速度足以产生相对论效应，但距离真空光速尚远，例如惰性中微子[5]，在标准模型里它只参与引力相互作用；
冷暗物质粒子的运动速度远低于真空光速，目前认为可能由大质量弱相互作用粒子（例如最轻的超中性子[6]）组成，也有轴子等假说。
当然，足够多的重子暗物质可以直接覆盖冷暗物质的功能。也有一些学者希望用大量的原初黑洞来解释暗物质。
引入暗物质的概念是为了解释星系自转问题等表现出异常引力的观测事实，不同星系自转的情况有差异，有些需要的暗物质含量几乎为零，有些则异常多。暗物质也在大尺度结构形成过程的模拟中成功解释了星系团动力学，并正确地预测了引力透镜观测的结果。
在历史上，最早提出暗物质相关证据的是扬·亨德里克·奥尔特，在 1932 年他根据银河系恒星的运动提出银河系应该有更多的质量。
1933 年，弗里茨·兹威基在研究后发座星系团时，使用维里定理推断其内部有看不见的质量。
1959 年，Louise Volders 指出螺旋星系 M33 的转动不遵循开普勒定律[7]。
到了二十世纪七十年代，这情况扩展至许多其他的螺旋星系。
本来，人们觉得在螺旋星系盘面上的物质（例如恒星和气体）环绕星系中心核球旋转的轨道应该与太阳系的行星一样遵循牛顿力学，在足够远的距离上，天体的平均轨道速度应该依照质量分布递减，与轨道距离的平方根成反比。而观测事实是，中心核球外的轨道速度相对于距离几乎是个常数。
薇拉·鲁宾推测在远离星系中心的地方有不发光的庞大质量拉住星系外侧的物质，在 1980 年将结果发表为一篇有影响力的论文[8]：
2006 年，美国天文学家利用钱德拉X射线望远镜对星系团 1E 0657-558 进行观测，无意间发现这个星系团是两个大星系团碰撞形成的，此撞击使暗物质与正常物质分开，成为暗物质存在的直接证据[9]：
钱德拉望远镜利用X射线探测到的灼热气体在这张照片中显示为两个粉红色团块，包含了这两个星系团中大部分常规物质。蓝色则是其大部分质量所在的地方，这是由引力透镜效应显示的：来自遥远物体的光被质量引起的空间弯曲所扭曲，扭曲程度大大超过热气体造成的影响。而这部分质量并不发出可见光。
在碰撞过程中，热气体会发生相互作用而受到阻力，而不参与电磁相互作用的暗物质不会因撞击而减慢，造成暗物质与常规物质分离。
科学家们发现螺旋星系 NGC 4736 的旋转能完全依靠可见物质的引力来解释，也就是说这个星系几乎没有暗物质。
与此同时，蜻蜓 44 等星系的暗物质含量达到了物质的 300 倍左右[10]。这也证明暗物质不是“空间的基本性质”“万有引力定律的参数瑕疵”之类全局问题。
参考
- ^ 方法是首先开发利用星系的轨道来测量星团质量的工具，借此分析斯隆数字化巡天提供的观测数据，创建公开的星团目录GalWCat19，将该目录中的星团数量与模拟结果进行比较，确定出宇宙中物质的总量
- ^ 物质和暗物质中的约20%是重子物质（恒星、星系、原子、生命等）。
- ^ http://pdg.lbl.gov/2010/reviews/rpp2010-rev-dark-matter.pdf
- ^ 要知道，以我们现在贫弱的观测能力，100光年内可能还有尚未发现的若干颗红矮星及围绕它们运转的大量行星。
- ^ https://science.sciencemag.org/content/317/5844/1527.abstract
- ^超对称假设的一种马约拉纳费米子 https://arxiv.org/abs/hep-ph/9709356v5
- ^ http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?bibcode=1959BAN
- ^ https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1980ApJ...238..471R
- ^ https://chandra.harvard.edu/photo/2006/1e0657/
- ^ 2016年的观测数据认为有一万倍，2020年的最新数据是300倍左右 http://dx.doi.org/10.1093/mnras/staa3016
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