为什么我们认为这个或那个理论或假设令人信服，而其替代方案却不太可能呢？ 这个问题的答案数十年来一直困扰着科学哲学家：卡尔·波普尔（Karl Popper）和托马斯·库恩（Thomas Kuhn）争论了40多年。 关于暗物质的讨论是一个相对较新的例子。 它的存在迹象早在1930年代就被发现，但是直到1970年代，这一假设才开始被视为主要假设。 怎么了
今天的暗物质问题是天体物理学和整个物理学的中心问题之一。 众所周知，显然，星系质量的约80％由科学未知的物质组成，除了其引力外，它不会以任何方式表现出来。 出人意料的是，尽管早在1930年代就发现了隐藏在我们眼中的这种物质的最初迹象，但科学家在1970年代并未真正接受这一假设。 为什么会这样呢？ 最近发表在arxiv.org上的文章
How Dark Matter Came to Matter的作者提出了一个可能的答案。 我将简要介绍一下她的论文。
星团在星团中的速度扩散问题
1933年，弗里茨·兹维克（Fritz Zwicky）发表了现在著名的文章，在研究了维罗妮卡发簇中星系运动的观测速度后，他发现它们的传播范围太大-簇应该飞散，因为其表观总质量显然不足以容纳这种星团快速星系。 两位天文学家得出了相似的结论-埃里克·霍尔姆伯格（Eric Holmberg）和辛克莱·史密斯（Sinclair Smith），他们研究了其他星系系统。
作为解释之一，兹维奇介绍了暗物质的假说-一种看不见的物质，该物质会产生额外的重力并防止团簇散开。 但是，仅在二十年后才开始对这些观察结果进行认真的讨论。
在1950年代末，出现了对银河星团更精确的测量结果，证实了1930年代的观测结果并使它们更为详尽。 然后在1958年，Victor Hambardzumyan提出了另一种假设：我们看到的不是均衡状态。 银河系真的飞散开来，我们只是幸运地在它们还彼此相对靠近的时候观察到它们。
但是，该假设存在很大的问题。 据估计，星系的扩张应该发生在几千万亿亿年之内，这是宇宙年龄的数百倍。 在我们这个时代，不应该有一个银河星团。 但是我们看到实际上有很多集群。
可能的话，关于可见物质仅占总质量的五分之一的想法似乎并不那么激进，因此出现了许多其他解释。 他们试图用假想的大面积电离氢，大量矮星系，需要修改引力定律，引力辐射的高密度，遗留黑洞，大量中微子的存在，当然还有简单的观测误差来解释隐藏质量。
星系旋转曲线问题
同时，在一个完全不同的天文学领域出现了一个问题，暗物质假说也可以解决这个问题。 在1950年代和1960年代，射电天文学正在积极发展，这使得有可能在著名的21厘米线的基础上“看到”以前不可见的中性氢。 在它的帮助下，测量了星系中的气体旋转速度，并绘制了它们的旋转曲线-围绕星系中心的恒星和气体的旋转速度取决于与该中心的距离。
在1970年代初期，人们发现这些曲线太“平坦”了。 可以预料，根据开普勒定律，当离开可见质量主簇时，速度会降低，但它们几乎保持恒定。 存在“额外”重力来自的问题，从而提供了更高的速度。
但是，情况是模棱两可的。 尽管在某些著作中明确指出，观察到的旋转曲线可以用无法直接观察的某些附加质量来解释，但这种观点并不普遍。 问题的部分原因是，有许多星系旋转模型，并且通过更改其中的参数，可以与观测到的曲线获得相对较好的一致性。
好吧，尽管即使暗物质假设可以立即解决这两个问题，但它只是许多可能的假设之一，在当时还不是很令人信服，也没有缺点。 而且，一般来说，很少有人同时考虑这两个问题。
宇宙学问题
由于完全不同的领域-宇宙学的发展，人们对暗物质假设的认识发生了重大变化。
在二十世纪初，大多数科学家认为我们的银河系是整个宇宙。 但是到本世纪中叶，事情变得很清楚：事实并非如此。 相同的射电天文学导致大量星系的发现，随后在1963年发现了一种全新的天体-类星体，遥远的超明亮天体，它们存在于宇宙之初。 很明显，宇宙不是静止的，而是以某种方式进化的。 于是宇宙学问世了。
宇宙学的主要任务是找出宇宙在什么情况下发展。 根据最流行的模型（以弗里德曼的名字命名），宇宙存在三种版本：平面，开放和封闭。 它们中的哪一个与我们的宇宙相对应取决于方程中的参数。 当然，这些参数应该从观测中确定，主要参数是宇宙中物质的密度。
对许多宇宙学家来说，最吸引人的是主要是从抽象的审美感觉出发的，它是一个封闭的宇宙的模型。 为此，其中的物质密度应为10
-29 g /cm³左右。 实际上，表观质量的估计值要小100倍-10
－31 g /cm³。 不能忽略这种差异。
将三个问题合二为一并解决
在这里，宇宙学家进行了救援，并提出了旋转曲线和星系团星系速度分布方面的众所周知的问题。 1974年，吉姆·皮布尔斯（Jim Peebles），杰里·奥斯特里克（Jerry Ostriker）和阿莫斯·耶希尔（Amos Yahil）将所有事物结合在一起，表明暗物质假设解决了所有三个问题。 然而，即使考虑到星系的隐藏质量，宇宙的密度仍然比“封闭”情况所需的密度低五倍，这一结论的优雅性被这一事实所掩盖。 但是，这已经不是一百倍了，并且系数小于10，天体物理学家早在这之前就学会了-然而，在这个科学领域中的测量总是不太准确。
另一组科学家-塔尔特天文台的爱沙尼亚组同时得出了相同的结论，该组由Jaan Einasto，Ants Kaasik和Enna Saar组成。 他们的文章与美国人发表的文章同时发表在《自然》杂志上，尽管他们是在几周前寄出的。
不管怎样，是宇宙学家及其年轻且迅速发展的科学领域最终成为“胶水”，将完全不同且不太令人信服的证据组合成一个单一且相当一致的理论，该理论仅基于一个假设-假设暗物质。