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首席科学家详解:卫星"悟空"如何寻找暗物质?

2015年12月18日11:00    来源:新华网    手机看新闻

  12月17日,搭载暗物质粒子探测卫星的长征二号丁运载火箭升空。当日8时12分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将名为“悟空”的暗物质粒子探测卫星送入太空。 新华社记者 金立旺 摄

  中国17日把暗物质粒子探测卫星“悟空”成功送入太空,这是人类在探索宇宙核心秘密进程中迈出的又一重要步伐。“悟空”有望用它的“火眼金睛”探测到披着“隐身衣”的暗物质存在的证据。

  发射前,暗物质卫星首席科学家、紫金山天文台副台长常进在酒泉卫星发射中心接受了新华社中国特稿社的专访,详细解答了如何到太空探测暗物质以及暗物质卫星的相关问题。

  要寻找的“人”,还不知长什么样

  记者:目前很多天文观测证据已经基本上比较肯定有暗物质的存在,那么我们现在发射暗物质卫星,是为了进一步证明暗物质的存在呢?还是要弄清它的性质?

  常进:弄清它的性质。我们知道那里有一些不发光的物质,但是这些不发光的物质到底是什么,到现在为止我们不清楚。包括地球附近也有大量的暗物质。天文学家发现,银河系里成千上万颗恒星的实际观测速度要大于理论上的速度。太阳的速度理论上是每秒160公里,但是现在观测太阳的速度大概每秒240公里。如果不存在暗物质的话,太阳系就应该处于银河系的更外围,而不是现在这个位置。

  记者:暗物质究竟是怎么产生的?为什么会有暗物质?

  常进:产生于宇宙大爆炸,为什么会有暗物质还不清楚。为什么暗物质探测这么热?就是现有基本的物理知识无法解释暗物质。一旦找到暗物质,将会带来物理学的革命性突破。

  记者:自上世纪30年代初,科学家就发现存在暗物质,经过这么多年的研究,还是没有探测到暗物质的明确证据,是因为找的方法不对?还是因为仪器不够灵敏?

  常进:是因为理论上,我们根本就没弄清楚它究竟是什么东西。如果理论上知道它是一个什么东西,我们就能很容易把它找到。通俗地讲,我们去找一个人,只知道这个人可能存在,但是这个人穿什么衣服,长什么样子,我们根本不清楚,只能通过排除法,或者说一步一步筛选,从一些可疑的迹象筛选。

  记者:科学家在寻找暗物质的过程中已经排除了一些候选者。我们的卫星要找的是否就是最多人研究的弱相互作用大质量粒子?

  常进:我们的卫星可以寻找弱相互作用大质量粒子。暗物质的模型太多了,但是一个讨论最为广泛的模型是弱相互作用大质量粒子(WIMP),在许多新物理模型中可以自然地引入这样的粒子。但是暗物质究竟是不是这样的粒子还不清楚。目前还有一些其他的理论模型,像轴子、惰性中微子,或者是更大质量的很奇异的粒子。现在有关暗物质最主要的问题还没有弄清楚。

  记者:谁都不知道暗物质到底是什么,却要寻找它,这样的寻找需要运气吗?

  常进:肯定要有一定的运气。搞科学不是靠运气,但是要具体发现什么,还是有一些运气的成份在里面。最主要的不确定性就是,暗物质究竟是什么,基本的物理性质都没有弄清楚。我们现在已经知道暗物质长寿命、不发光、不与其他物质相互作用。其他我们只能根据一些疑似迹象,比如伽马射线超出,高能电子异常,反质子能谱异常等来设计探测器,但是有很多不确定性。

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(责编:邱越、闫嘉琪)

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