自然科学和理工学科有什么区别？

理工有别，而且很明显： 理科是自然科学的理论研究；工科是自然科学在工程的应用。一个纯理论，一个面向应用。北京大学的理科全国第一，而清华大学的工科全国第一。 物理、化学、数学等研究理论的属于理科主要学习应用技术的属于工科，比如：土木工程、机械工程等比较特殊的是，计算机专业内部也分为理科方向和工科方向，理科方向也叫计算机科学，主要研究算法复杂度、程序设计语言原理、数据挖掘、形式语言与自动机理论、计算机体系结构；工科方向也叫计算机技术，主要研究图形图像处理、软件工程、软件体系结构、操作系统、数据库等等。。 人们总把理工合到一起说，是为了与文、农、医相区别。文、理、工、农、医是高校的五大重要基础领域。。

教学上对物理
化学
数学
生物等学科的统称，这些学科的都与科学技术有着千丝万缕的连线，是从事科学研究的基础。
理工学科包括
数学
物理学
化学
生物学
天文学
心理学
地球科学
农业科学
环境学
生态学
工程技术科学
建筑学
......

现在，暗物质（dark matter）的存在与否几乎已成了学界无法回避的难题。暗物质就像是幽灵一样徘徊在了现代物理学大厦的门口。直到今天，物理学家仍在不懈地探讨它们是否真的存在。

顾名思义，暗物质不发光也不发热——不产生或反射电磁波，和可见物质几乎不进行作用，我们虽然可以观测到他们的引力效应，却无法通过望远镜直接观测到它们。那么，又怎样确定其存在呢？

一、早期的发现

1933年，美国加州理工学院的瑞士天文学家茨维基（Fritz Zwichy）最早提出证据并推断暗物质的存在。他用多普勒效应测定后发座星系团（Coma Cluster）中各处环绕星系中心的旋转速度，发现中心向外天体转速并不减少。

根据牛顿万有引力定律，在这个星系团中一定存在着我们没有考虑到的因素。由于没有证据说明除了引力之外还有其他的力可以对星系结构发生影响，则唯一合理的解释就是，在该星系团的周围存在着看不见的“暗物质”。它们包围着星系，像一只巨大的晕轮，而且看不见的物质要比看得见的恒星、气体云等多上百倍。

然而，我们的太阳系可不是这样的，太阳系中99%的质量集中在太阳上，不发光的行星、彗星总共不足1%；离太阳近的行星公转得快，如水星的轨道速度是48公里/秒，而远处的冥王星转速慢，只有4.7公里/秒。因此当时几乎没有人相信茨维基。

到了上世纪70年代，美国天文学家薇拉·鲁宾（Vera Rubin）根据天体运动状态建立了星系运动计算机模型，可以非常准确地预测出观测到的太阳系的真实运动。但她在预测其他星系运动时却出乎意料地失败了。罗宾测量了60多个与银河系相似的星系旋转速度，得出与茨维基相同的结论。

进一步观测还表明，所有的漩涡星系外围的恒星似乎都转得太快了，如果星系主要的质量来自发光物质（恒星），那么这些星系外围的恒星应该早已经超过逃逸速度。这些漩涡星系中应该包含比发光物质多得多的暗物质，才能解释观测中的旋转曲线。

射电天文学家测量星系外围射电气体云的转速，表明很远的外围也有许多暗物质，其质量远超过稀薄的的气体云。如果在计算机程序中加入代表这些暗物质的参数，就可以准确地预测星系的真实运动。这样一来，暗物质的存在似乎变得不容质疑了。

二、唱宇宙总质量主角的暗物质到底是什么？

天文学家煞费苦心地猜想，迄今没有令人满意的答案。如果暗物质与我们已知的普通物质一样，也是由原子组成的，银河系中就该有100亿个黑洞；但即使有这么多黑洞，宇宙中元素的比例也应与现在所知的大不相同。要不就是每个恒星周围有大量行星，例如太阳系中就该有一万个木星，但这么多行星中只要有几个质量再大100倍，就会发生核聚变而发光，也就不是暗物质了。

科学家们认为，暗物质很可能不是我们已经知道的任何一种物质，并不是分子、原子，甚至不是质子、中子这些构成我们世界的普通物质，而是另一种不在粒子物理标准模型中的基本粒子。用物理学家的语言说“暗物质并不是重子物质”。

由于暗物质不发出电磁波，几乎不与可见物质相互作用，只能观测到它们的引力效应，所以它们无法通过发射电磁波（光与热）降低系统的能量，就会形成一个疏松而巨大的晕轮，包裹着普通物质构成的星系。比如，银河系的尺度大约是80万光年，而暗物质晕延伸的范围比这大得多。

于是，物理学家猜想，暗物质很可能是中微子，或是假设中的“轴子”（axion）、惰性中微子（sterile neutrino），或“弱相互作用有质粒子”（weakly interacting massive particles，简WIMPs）。

暗物质或许还有点状的 neutralino（超对称理论语言的中性粒子，比质子重100～500倍）、或延展的Q-ball（超夸克或超轻子的集合）、和Little Higgs 模型中的T-odd粒子等不同类型。检验和筛选这些粒子的各种实验正在完善之中。

根据已有的发现，暗物质可能聚集在我们星系的周围，并像普通的恒星、行星和星际尘埃那样运动。科学家目前的研究认为，暗物质多达宇宙物质的约86.6%，这意味着我们看到的数以千万计的恒星物质只占宇宙总物质质量的约13.3%。

三、既然暗物质无法探测到，如何确定其存在？

天文学家表示，根据星系的运动，暗物质必然有质量，会受到引力的影响。它们很可能存在于星系的晕轮之中，并且可能是成团的和高密度的。天文学家正在努力寻找这种MACHOs(Massive Compact Halo Objects)，即晕内大质量高密度天体。

根据爱因斯坦理论，光线在传播途中经过大质量物体的附近，会使光的传播路线发生弯曲，甚至还能计算出光线弯曲程度的大小。这一成果引发了搜寻MACHOs 研究者的灵感：如果在星光经过的地方有足够的暗物质存在，那么相关的恒星看起来会更亮一些，这是符合逻辑的。

恒星的光线在传播途中经过一块块暗物质，暗物质的引力会使光线一次次地折弯，这样就使得一些其传播方向不是朝向地球的光线也到达了地球上，恒星看起来就亮得多。这种现象被称为“引力透镜效应”。

MACHOs 研究团队发现，有些实际的观测目标很符合理论预测中的对象，获得了许多很有说服力的暗物质存在的证据。这种由星系团产生的引力透镜效应，只有在很多暗物质存在的情况下才能被解释。现在，暗物质的假设已被学界广泛接受和认可。

四、结束语

也有部分学者提出，假定一个漩涡星系在不同半径处的恒星绕星系中心运动的速度——即星系旋转曲线——在没有暗物质存在的情况下依然是正确的。那么，目前的牛顿动力学理论在应用于远距离时应作修正，以代替暗物质的假设。但科学家们目前尚无法验证。

据银河系的动力学观测，天文学家们曾经推演，银河系所在的暗物质晕大约是10000亿倍太阳质量。如果没有它们，银河系很可能会土崩瓦解。可实际上，我们却只能在银河系中观察到少得多的恒星星系。因此，存在暗物质的假设无疑是唯一合理的解释。

我们的宇宙目前正在膨胀中，如果宇宙中有大量的暗物质，那么宇宙或许会重新收缩；而如果暗物质不多，宇宙或许会继续膨胀。这是一个宇宙演化最终归宿的最基本问题。

2015年12月，我国发射了首颗暗物质粒子探测器（Dark Matter Particle Explorer）“悟空号”科研卫星，致力于寻找暗物质。科学家们已经走在了揭开暗物质谜团的路上。

暗物质无法被探测,为什么能确定它们的存在?
答：因为它们存在着强大的引力。我们都知道，现如今人类的科技发展已经随着自然科学的进步，而“一日千里”，突飞猛进。我们在近一百年内取得的成就，不仅让百年之前的人始料未及，甚至已经超越了人类文明过去数万年的总和。牛顿的“经典物理学体系”，和爱因斯坦的“相对论”，...

暗物质无法探测,为什么还那么确定它存在呢?
答：但是有一个例外，那就是星系的旋转，因为如果宇宙中只有引力，它就不能被巨大的星系所诱导，也就是说，它会分散，为了解释为什么星系不分散，科学界推测宇宙中存在暗物质，并且这种暗物质的质量非常非常大，即重力非常大，

对人类而言,宇宙中绝大多数物质都不可见,人类为何还能确认其存在呢...
答：因为强力和弱力只用于分子结构及亚原子层面，超出分子结构方面也是不存在了；诱惑力无处不在，凡有品质也会产生诱惑力，但诱惑力是四种力里最弱小的力，除了我们被相互作用力吸附在地面，平时大伙儿无法感受到。那般，人们直接感知这个世界全部方面，包括生活起居，坐下不动，或与人见面，说说话，握握手...

既然暗物质看不见也摸不着,科学家为什么可以确定它们存在?
答：暗物质是看不见摸不着的，科学家却非常确定这种物质是存在的，因为宇宙间存在着4种作用力，分别是弱相互作用力、引力、电磁相互作用力和强相互作用力。这4种力在人们生活中是很常见的，比如引力可以使地球绕着太阳转。而科学家通过观测发现恒星跑的是比较快的，这与我们的认识是相违背的，这其中除了引力...

暗物质是无法探测的,为什么科学家说暗物质是存在的?
答：我们可以通过研究这些干涉现象来推断它们的存在。基于广义相对论，科学家们是正确的，然后他们可以通过重力探测物质的质量分布。然而，如果广义相对论中有一些缺陷需要修正，一旦修正，观测和理论就会相互匹配，就没有必要引入暗物质。那么暗物质假说就不必存在了。暗物质提供的引力非常重要，当天体通过暗物质时...

为什么科学家们要追寻暗物质?
答：于是,科学家猜想宇宙中是否还存在某种人类目前还无法探测到的物质,即暗物质。通常,科学家认为暗物质由某种未知的粒子构成,如弱相互作用重粒子(WIMP)就是著名的暗物质粒子候选者。上个世纪九十年代,科学家发现宇宙不仅在膨胀,而且膨胀还在加速。在原有的宇宙模型上来看,这让人倍感困惑,于是提出了暗能量的猜想作为解释...

暗物质不是感知不到吗,科学家是如何发现的?
答：事实上，我们几乎只知道它确实存在。科学家们计算出星系的旋转速度超过了它们应该的速度，而且它们可以以如此高的速度被撕裂，就像旋转木马把坐在上面的孩子们赶出去一样。想象一下，每一个星系都被一个巨大的暗物质光环所束缚，而这个光环的引力将它们结合在一起。但我们实际上无法探测到它，所以天文学...

人类在 100 年内是否有可能探测到暗物质?
答：暗物质是完全看不见的，它不发出光或能量，因此无法被传统的传感器和检测器检测到。为了直接检测暗物质，科学家们进行了大量的实验，包括利用地下探测器、粒子加速器和天文观测等手段。然而，尚未成功直接探测到暗物质的粒子或信号，而在100年内也是不可能探测到暗物质的。我们所能看见的“可见物质”，也...

暗物质是否真实存在呢?为什么那么难发现呢?
答：然而，事实并非如此。宇宙网中围绕天体运行的暗物质是客观存在的，每个恒星系统的主星的光和热无法到达它们。因为宇宙网有物理透镜的现象，所有恒星发出的光和热会被一一抵消，消失得无影无踪。因此，宇宙网中的暗物质所运行的物体没有光源，完全黑暗，没有视觉穿透力，从地球上是无法探测到的。小编针对...

为什么确信暗物质存在,修改引力理论是否能解决暗物质问题?
答：暗物质问题在宇宙学中一直处在未解问题的最顶端。暗物质是什么?在哪里?如果暗物质真的存在,我们应该如何测量它?这些都是宇宙学重要的前沿问题。这种难以捕捉的物质影响着我们的星系的运动,这也是我们星系可以稳定存在、物质分布如此特殊的原因!目前暗物质只是被间接的探测到,并没有直接确切的证据表明暗物质的存在。那么...