暗物質(zhì)是什么？

　　現(xiàn)代天文學(xué)通過引力透鏡、宇宙中大尺度結(jié)構(gòu)形成、宇宙膨脹行為的研究表明：宇宙的密度由約4.9%的普通物質(zhì)，26.8%暗物質(zhì)和68.3%的暗能量組成。這是什么概念？也就是說，我們能看到的普通物質(zhì)在整個宇宙中只占不到5%。剩下95.1%的宇宙組分，我們都看不到。由于看不到，科學(xué)家們姑且稱之為暗物質(zhì)和暗能量。

　　這里所說的“看不見”，不單單是說用我們的肉眼在可見光波段看不見，而是說不論探測什么波段的電磁波，比如無線電、紅外線、紫外線、X射線等，都看不到它。也就是說，暗物質(zhì)幾乎不發(fā)出任何波段的電磁輻射。

“悟空”首席科學(xué)家、中科院紫金山天文臺副臺長常進(jìn)在中國科學(xué)院發(fā)布暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星首批科學(xué)成果（11月27日攝）。新華社記者 金立旺 攝

圖為我國暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空號” 中科院供圖

　　新華社北京１１月３０日電題：找到了嗎？有什么用？萬一找錯了呢？——三問暗物質(zhì)衛(wèi)星首批科學(xué)成果

　　新華社記者蔣芳、蔡玉高、王玨玢

　　北京時間３０日，暗物質(zhì)探測衛(wèi)星“悟空”首批成果由《自然》雜志在線公布。精細(xì)結(jié)構(gòu)、“奇異”電子信號、關(guān)鍵拐折……成果中大量出現(xiàn)的專業(yè)用語令公眾困惑：科學(xué)家究竟找到了暗物質(zhì)嗎？如果找到的是暗物質(zhì)粒子，對人類而言有什么用？萬一找到的不是暗物質(zhì)，意義何在？

　　找到暗物質(zhì)了嗎？

　　“悟空”首席科學(xué)家、中科院紫金山天文臺副臺長常進(jìn)表示，首批成果中最令人興奮的是發(fā)現(xiàn)了１００多個“奇異”電子，隨著電子數(shù)量的進(jìn)一步積累，才能進(jìn)一步提高該發(fā)現(xiàn)的置信度，為人類打開新的觀測宇宙窗口。

　　中科院院士吳岳良分析，從目前數(shù)據(jù)分析看，這些“奇異”電子信號可能有兩個來源，要么來自暗物質(zhì)湮滅，要么來自超新星遺跡或是脈沖星。“從目前來看，來自前者的可能性似乎更有說服力。”

　　一旦國際科學(xué)界進(jìn)一步認(rèn)可其來自暗物質(zhì)起源，人類就可以根據(jù)“悟空”的探測結(jié)果獲知暗物質(zhì)粒子的質(zhì)量、湮滅率，以及太陽系附近的暗物質(zhì)團(tuán)塊分布等信息，這些都是以前無法得到的。

　　“Ｍａｙｂｅ，ｍａｙｂｅ，ＹＥＳ，”《自然》中國區(qū)科學(xué)總監(jiān)印格致（Ｅｄ?。牵澹颍螅簦睿澹颍﹦t從另一角度闡述科學(xué)發(fā)現(xiàn)與公眾認(rèn)識之間的“距離”：“每一次發(fā)現(xiàn)新的信號，科學(xué)界都會為之震動，公眾則會反復(fù)追問：找到暗物質(zhì)了嗎？科學(xué)家卻只能回答：可能吧。在前沿科學(xué)研究領(lǐng)域，這樣的對話可能會延續(xù)很多很多年，直到多個方向的研究成果反復(fù)互證，科學(xué)家們才會最終宣布：是的！我們找到了！”

　　在１１月２７日舉行的首批科學(xué)成果發(fā)布會上，媒體一直在追問常進(jìn)何時能找到暗物質(zhì)。對此，常進(jìn)表示：“我目前的工作是做好衛(wèi)星數(shù)據(jù)的搜集與分析工作。確認(rèn)找到暗物質(zhì)，一定是個漫長的過程，需全球科學(xué)家協(xié)力探索。”

　　找到暗物質(zhì)有什么用？

　　暗物質(zhì)被稱為“世紀(jì)之謎”。２０世紀(jì)初，荷蘭天文學(xué)家奧爾特等多位科學(xué)家相繼提出，宇宙中存在發(fā)光很弱或者不發(fā)光的暗物質(zhì)。

　　暗物質(zhì)是什么？以何種形式存在？和人類又會產(chǎn)生怎樣的聯(lián)系……謎底的揭開，或許會與牛頓力學(xué)、愛因斯坦相對論一樣，開啟人類新的物理時代。

　　“作為宇宙構(gòu)成部分中超過２５％的存在，怎么可能沒有用？”吳岳良院士說，否則何來星系和宇宙結(jié)構(gòu)，何來銀河系、太陽系甚至我們?nèi)祟悾?/p>

　　中科院院長白春禮說，基礎(chǔ)科學(xué)從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用往往動輒以百年為計量單位，而這種影響必然是顛覆性的。有了相對論和量子力學(xué)，才有了航天、半導(dǎo)體和互聯(lián)網(wǎng)。作為當(dāng)今世界最前沿的科學(xué)話題，相信暗物質(zhì)發(fā)現(xiàn)的作用，不會亞于它們。

　　“對科學(xué)的追求，是人類社會不斷進(jìn)步的主要動力。”常進(jìn)說，暗物質(zhì)的作用我們現(xiàn)在無從得知，但尋找暗物質(zhì)的工作每天都在影響我和我的團(tuán)隊成員。也許再過１００年，我們的后代日常生活都離不開暗物質(zhì)突破后產(chǎn)生的新的理論。

　　不是暗物質(zhì)也很重要？

　　對于常進(jìn)而言，他目前最關(guān)心的是，接下來“悟空”所捕捉到的這些“奇異”電子信號是否還會持續(xù)增加；一年后，能否達(dá)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)所要求的精度。

　　“無論是不是暗物質(zhì)，都將是一個重要的新現(xiàn)象。”常進(jìn)表示。

　　長期以來，科學(xué)界普遍認(rèn)為在１．４ＴｅＶ以上的高能段是一片“沙漠”，但“悟空”正在進(jìn)行的工作有望證明，這里其實(shí)“風(fēng)光旖旎”。“物理學(xué)界現(xiàn)有的理論模型遠(yuǎn)不能解釋關(guān)于宇宙的所有疑問，期待‘悟空’能夠破舊立新。”暗物質(zhì)衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)副總師范一中說。

　　白春禮則認(rèn)為，如果研究最終確定發(fā)現(xiàn)了新粒子，是暗物質(zhì)，這無疑非常重要。但如果不是暗物質(zhì)，也意義重大。“耗資１００億美元建造的歐洲核子對撞機(jī)撞出一個上帝粒子，驗(yàn)證了理論學(xué)家的預(yù)測，使其得到了諾貝爾獎。而我們?nèi)绻貌坏剑眱|美元就找到新粒子，意義更加非凡。”