宇宙幽灵——暗物质
“蓝天看起来那么高，云朵那么白，微风阵阵，太舒服啦！”心心躺在野餐垫上望着天空感慨道。
“你们知道为什么我们能够看到蓝天、白云吗？”妈妈一边摆着食物一边问道。
“眼睛呀！”心心觉得妈妈的问题很简单。
“是因为有光。”开开说道，“乌漆嘛黑的话，有眼睛也没用呀！”
“是的，我们能够看到的东西或物质，要么本身能够发光，比如太阳，要么可以被光照亮，比如水杯。这些光进入眼睛产生电磁作用，于是我们就能看到它们了。”妈妈点头说道，“不过在浩瀚宇宙中却存在看不见的物质，这种物质不发光，也不吸收或散射光，更不参与电磁作用，不仅肉眼看不到，也无法使用任何光学或电磁波观测设备观测到。科学家称这种物质叫暗物质。”
“看不到，怎么知道存在？”心心好奇道。
“科学家按照引力理论得出星系中心附近天体运行速度应该快于远的天体，但在观测中却发现距离星系中心远的天体运动速度并不慢；再比如太阳系的实际运行速度比万有引力定律计算出来的速度快，这些现象代表有种观测不到的物质在给天体提供额外的力，使得天体受到的力更大，运动得更快。”妈妈解释道，“此外，科学家还发现星系的总质量远大于星系中可见星体的质量总和，所以星系里存在看不见的物质，这就是暗物质。就目前研究，宇宙由4.9%的普通物质、26.8%的暗物质和68.3%的暗能量组成。也就是说整个宇宙中我们能看到的只有不到5%。”
“占比那么高的暗能量又是什么？”开开惊讶道。
“根据宇宙大爆炸理论，宇宙一直在膨胀。起初科学家认为引力会使膨胀放缓，然而宇宙不仅没减速，还在加速膨胀。也就是说有一种东西提供了与引力相反的斥力，这便是暗能量。”妈妈回答道。
“怎么感觉暗物质和暗能量才是宇宙的主宰！”心心吃惊地说道。
妈妈点头道：“是的，暗物质、暗能量是物理学领域以及天文学领域未来最重要的研究领域。但是暗物质就像一个宇宙幽灵，迄今为止没人知道暗物质长什么样，也没有明确证明这就是暗物质。”
“看不见怎么找？”开开一筹莫展地摊摊手。
“为了捕获这个宇宙幽灵，科学家用了各种招数。”妈妈继续介绍道，“第一种是利用大型电子对撞机模拟宇宙大爆炸，看看能否在实验室中产生暗物质。第二种是进入地下世界寻找暗物质。这是因为暗物质具有出奇强的穿透性，可以轻松地从地球一端跑到另一端。实验室建在岩石下方深处，通过岩石屏蔽宇宙射线等太空中的其他干扰，只有暗物质可以穿过，最终被高灵敏度探测器发现。目前世界上岩石覆盖最深的实验室是中国四川雅砻江边的锦屏地下实验室。最后一种是在太空中间接探测。理论物理学家认为如果暗物质粒子相互碰撞并湮灭，将可能转换为高能电子。通过暗物质卫星的精确探测，利用高能电子能谱、空间分布来寻找暗物质粒子存在的证据。比如中国发射的暗物质粒子探测卫星‘悟空’。”
“哈哈，太空的美猴王有没有火眼金睛？”开开大笑道。
“有呀！‘悟空’的火眼金睛是一台宇宙射线望远镜，持续不断地记录着宇宙中的高能粒子，将大量数据传回地球，供科学家寻找暗物质粒子湮灭的关键证据。”
“看来什么都没找到吧！”心心叹气道。
“虽然现阶段还没有找到暗物质，但‘悟空’卫星获得了世界上最精确的高能电子宇宙线能谱，为宇宙研究提供众多有价值的资料。目前，太空中的‘美猴王’依旧忙碌地奔跑着，中国新一代暗物质粒子探测卫星项目——甚大面积伽马射线空间望远镜（VLAST）也在积极推进中。或许多年后科学家会宣布我们找到了暗物质。”
【知识卡】宇宙幽灵——暗物质
我们之所以能够看到这世界上的东西，是因为物体或物质自身发光或能被光照亮，这些光进入眼睛并产生电磁作用的结果。而宇宙中存在着一种物质，不发光，也不吸收或散射光，不参与电磁作用，不仅肉眼看不见，也无法被光学或电磁波观测设备观测到，这便是暗物质。就目前研究表明，宇宙由4.9%的普通物质、26.8%的暗物质和68.3%的暗能量组成。整个宇宙中我们能看到的普通物质只有不到5%。
科学家目前采用三种方法试图寻找暗物质。第一种是利用大型电子对撞机模拟宇宙大爆炸，看看能否在实验室中产生暗物质。第二种是利用暗物质的穿透性将实验室建岩石下方深处，等待暗物质穿过岩石被高灵敏度探测器发现。第三种是依据暗物质粒子相互碰撞可能转化为高能电子的理论，进入太空进行间接探测。
京公网安备11010502039775号
