多云的宇宙：物理学未解的七朵“乌云”

1933年，加利福尼亚大学的弗里茨·兹威基（1898—1974）凭借威尔逊山天文台的大型望远镜（几乎与哈勃同时发现宇宙膨胀）测定了后发座星系团的质量。下面就介绍兹威基所提出的测定手法。

仔细观察会发现，河外星系是围绕着河外星系团的中心来旋转的，就像是在名为河外星系团的水槽中游泳的鳉鱼一样，但绝不会脱离河外星系团向外飞走，因为鱼是不可能跳出水槽的。由于受河外星系团的引力牵引，河外星系经过数十亿年之后，逐渐画出一道弧线向中心方向飞去。人类还无法持续如此长时间的观测，所以不能目击其弧形轨迹的实况，但理论上应该是如此变化。因此，河外星系团能在不失去任何河外星系成员的情况下永远存续。

河外星系的成员受引力约束的情况也被称作“被引力束缚”。

测定银河系缓慢的移动速度——或者用更专业一点的说法，测定“速度分散”后，就能弄清束缚它的河外星系的引力，知道引力就能测出河外星系的质量。

无论引力源是什么种类的物质，也无论它是多么难以观测的天体，都能像这样根据引力计算出其质量，因此被认为是值得信任的。

兹威基使用该手法第一次测出了河外星系这个宇宙最大物体的质量，为此狂喜不已，因为所得到的质量极其巨大。

河外星系是银河系的聚集体，银河系又是恒星与气体的聚集体，所以将恒星与气体的质量相加也能通过别的方法得出银河系与河外星系的质量，但根据引力所得到的质量比这种累加的方式所得到的“可见质量”要大得多。根据现在的测量值来看，河外星系的质量是预测质量的5倍左右。

河外星系的质量基本由不可见的东西构成，也许这一点给了兹威基灵感，他将其称作“冰冷的黑暗的物质”（德语）。

这个称呼比当时的人所想到的更为正确。50年后，在某种程度上了解这种物质的性质后，人类称它为“cold dark matter”（冰冷暗物质）。这不由得让人想起它刚被发现的时候，在所有人都不知道其正体的情况下所取的那个预言性的名字。