暗物质:人类探索宇宙的一扇窗

摘要:它无所不在,却又无迹可寻。没有它就没有我们的宇宙,更谈不上今天的人类。它就是暗物质,一个让物理学界追寻半个多世纪的谜。

它无所不在,却又无迹可寻。没有它就没有我们的宇宙,更谈不上今天的人类。它就是暗物质,一个让物理学界追寻半个多世纪的谜。

这个谜可能很快揭晓。当地时间3日,诺贝尔奖获得者、华裔物理学家丁肇中及其阿尔法磁谱仪项目(AMS)团队宣布的成果,让人类在认识暗物质的道路上迈出重要一步。丁肇中团队借助阿尔法磁谱仪已发现40万个正电子,这些正电子可能来自人类一直寻找的暗物质。

(图:科学家绘制出的宇宙暗物质三维数字分布图)

何为暗物质?

丁肇中团队的报告当天发表在《物理评论快报》上。这份著名的学术刊物同时刊发署名评论说,新成果具有“史无前例的灵敏度”,尽管现在还不能排除其他可能性,但它“强烈暗示”人们已捕捉到了暗物质的痕迹。

(图:丁肇中就暗物质的最新研究成果接受记者采访)

美国航天局局长查尔斯•博尔登3日也发表声明说,阿尔法磁谱仪首批研究成果“将有助于促进对基础物理学和天体物理学领域新的理解”,“我们期盼更多来自这一项目的令人激动的成果”。

然而,暗物质究竟为何物?他又有何魅力能让全球物理学界乃至整个人类为之深深着迷呢?

1937年,加州理工学院的瑞士天文学家弗里兹•扎维奇发现,大型星系团中的星系具有极高的运动速度,然而星系的运行速度远远超出万有引力公式计算出的结果,这表明除了人类已知的星系团核心物质对该星系的引力外,还存在其它引力。天文学家进一步推断,在人类已知的宇宙物质之外,还有一种物质存在。

此后70多年的研究、分析均表明,这一至今未被人们观测到的物质即“暗物质”在宇宙中存在,而且其在宇宙中所占的份额远远超过目前人类可以看到的物质。宇宙中最重要的成分是暗物质和暗能量,暗物质占宇宙25%,暗能量占70%,我们通常所观测到的普通物质只占宇宙质量5%。可以说,如果人类不了解暗物质的性质,就不能说我们了解宇宙。

然而,一个事实是,暗物质无法被直接观测到,只能通过其与物质的相互作用来间接“观察”,这无疑使得对它的研究难度大大增加。

责任编辑:蔡畅校对:总编室最后修改:
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