暗物质已经被多数科研人员纳入共识，全球不少观测项目持续收集相关信号，我国在 2015 年底发射暗物质粒子探测卫星悟空，依靠太空设备追踪高能粒子，寻找暗物质粒子留下的痕迹。这个现在频繁出现在天文报道里的名词，最早来自上世纪 30 年代茨威基的星系团观测工作。

茨威基当时任职加州理工大学，他把观测目标锁定在后发座星系团。这个星系团聚集大约一千个星系，依靠引力束缚在一起。和太阳系的运转模式不一样，星系团里的星系没有统一的中心大质量天体供它们环绕，运动轨迹更杂乱。

为一次性拍下大范围天区里大量星系，茨威基推动校方搭建一台 18 英寸施密特广角望远镜。拿到观测照片之后，他借助光谱多普勒频移，算出各个星系的移动速度，再代入维里定理开展计算。这套定理可以把轨道天体的运动速度和引力大小联系起来，依托牛顿引力框架，速度数据能够反推星系团的总质量。

茨威基同步统计星系团内所有恒星的光输出总和，对比卡普坦恒星系的质光比。对比结果显示，卡普坦恒星系单位质量发出的光，数值是后发座星系团的一百倍以上。茨威基据此提出，星系团内部存在大量不会发光的物质，他给这类物质定下名字，就是暗物质。

中科院院士陆埮整理过两种测算宇宙物质质量的路径。第一种是力学方法，依靠天体运动、引力效应算出区域内全部物质质量；第二种是光度方法，依靠光线辐射，统计能够发光物质对应的质量。多次观测数据都记录到，力学测量得到的质量，持续高于光度测量结果，观测范围拉得越大，两组数值之间的差距就越明显。

只依靠望远镜能直接看见的发光星体，无法填平这个差值。暗物质的设想随之铺开，这类物质具备质量，但是不向外释放可见光波段的电磁信号。早期有一部分学者不认可这套猜想，他们尝试修改引力理论，用新的引力规则解释质量测量上的出入。随着后续更多星系、星系团的观测数据陆续产出，修改引力的方案需要叠加越来越多附加条件，适配难度持续上升。

悟空卫星在轨之后持续采集宇宙高能粒子，它不可以直接拍下暗物质本身，而是监测暗物质粒子湮灭或者衰变之后可能产生的伽马射线、正负电子信号。从茨威基在 1933 年发现引力异常，到空间卫星升空捕捉粒子，暗物质的研究链条，一直建立在引力观测和高能探测两类实验之上。

直到现在，暗物质对应的粒子种类还没有确认。茨威基当年只是从星系团的运动异常里，发现宇宙存在看不见质量的线索，距离完整解开谜题还有很长距离。