尋找暗物質

2015年12月17日，一顆由中國制造的特殊衛星發射升空，它的名字叫作“悟空”。這顆衛星進入太空的使命只有一個：尋找傳說中神秘的暗物質。啥是暗物質？難道……是什么不可告人的、恐怖的、極具破壞力的神秘物質？

好怕怕，快來解答一下吧！

有質量的宇宙

美國科學家在一份報告中曾列出了未來百年要解答的11個重大科學問題，其中“什么是暗物質”被排在第一位，可見這種物質有多重要。

簡單來說，暗物質是一種不發光、不發出電磁波、也無法用任何光學或電磁觀測設備直接“看”到的物質。這就奇怪了，既然暗物質看不見摸不著，人類是怎么知道它們的存在的呢？

這個問題要追溯到愛因斯坦他老人家那里。

1915年，愛因斯坦根據自己提出的相對論推測，我們身處的這個宇宙是一個封閉的空間。也就是說，宇宙并不是無邊無際的，它有大小、質量，甚至是有盡頭的。經過復雜的計算，愛因斯坦得出了宇宙中物質的平均密度，進而也就推算出了宇宙的總質量。

難題來了

愛因斯坦對于宇宙的新見解得到了此后眾多科學家的肯定，可事情并沒有這么簡單。后來的天文學家在觀測和計算后發現，宇宙中的物質密度并沒有愛因斯坦算出來的那么高。事實上，可觀測到的宇宙的密度，甚至是愛因斯坦測算結果的1/100！

難道，宇宙中有大量的物質都“失蹤”了？后來，科學家們就干脆把這些疑似“失蹤”了的物質稱作“暗物質”，并開始了漫長的尋找暗物質的歷程。

看不見摸不著

暗物質如果存在，它們一定非常有意思，因為它們看不見摸不著，簡直就像游蕩在空間中的幽靈一般。

已知的宇宙由各種粒子構成，這些粒子自身帶有電荷，相互之間有電磁場的作用，符合天體力學的規律，所以能夠被觀測到。但是，暗物質是不帶電荷的，相互之間也沒有電磁場的作用，因此它們既不能被看到，也不能被觸摸到，可以像幽靈一樣穿透障礙物。

你可以這樣想象：在我們周圍，可能就存在著大量的暗物質，但我們和暗物質之間沒有任何交集，這就是迄今為止人類也沒有真正找到暗物質的根本原因。

怎樣尋找暗物質

天文學家和高能物理學家一起合作，找到了三種探尋暗物質的方法：第一種，是在大型粒子加速器上通過讓兩束高能粒子對撞，將暗物質粒子“創造”出來，目前歐洲核子中心的大型強子對撞機正在做這個工作；第二種，是在地下進行直接探測，比如中國四川錦屏的地下實驗室，就是目前世界上最深的研究暗物質的實驗室；第三種方法最直接，就是飛到太空中進行空間探測。

發射“悟空”上天就是第三種方法。

暗物質對于研究宇宙的成因有著重要的意義。科學家相信，一旦人類揭開了暗物質之謎，那人類對于宇宙的認識將迎來繼哥白尼的日心說、牛頓的萬有引力定律、愛因斯坦的相對論以及量子力學之后的又一次重大飛躍。

想想就興奮，你呢？

宇宙是“暗”的

我們這個宇宙中的暗物質的總質量是普通物質的6.3倍，在宇宙能量密度中占了1/4，而整個宇宙的84.5%都是有由暗物質組成的。更有一些天文學家認為，我們平常看不見的暗物質很可能占有宇宙所有物質總質量的95%，而人類可以看到的物質只占宇宙總物質量的5%！