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        捉拿暗物質(zhì),“猴哥”看你的

        2016-03-04 14:42:06
        科學(xué)大眾·小諾貝爾 2016年3期

        要問(wèn)在中國(guó)神話故事中,誰(shuí)是最厲害的人物?誰(shuí)是最受大家喜愛(ài)的人物?相信很多人的腦海中會(huì)出現(xiàn)孫悟空的身影。孫悟空上天可以大鬧天宮,下??梢詳嚨谬埻醪坏冒矊帲浑p火眼金睛讓妖怪無(wú)所遁形,再配上一根如意金箍棒,成就了他在大家心目中無(wú)所不能的英雄形象。

        隱身幽靈出沒(méi),有請(qǐng)“猴哥”幫忙

        2015年,猴哥很忙,從《大圣歸來(lái)》,到《萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到:西游篇》,都能看到猴哥的身影。2016年是中國(guó)的猴年,想不關(guān)注猴哥都難。現(xiàn)在,科學(xué)家也來(lái)請(qǐng)“猴哥”幫忙了——去尋找隱身幽靈。

        隱身幽靈是何方神圣,需要大圣出馬?這個(gè)隱身幽靈就是在科學(xué)界赫赫有名的“暗物質(zhì)”。

        暗物質(zhì)是什么呢?不好意思,現(xiàn)在沒(méi)有人能說(shuō)清楚暗物質(zhì)到底是個(gè)什么東西。簡(jiǎn)單地說(shuō),暗物質(zhì)無(wú)嗅無(wú)味,摸不著,看不見(jiàn),不發(fā)出任何電磁波,也不吸收和反射電磁波。綜上所述,意思就是,目前我們還沒(méi)有辦法觀測(cè)到它。既然觀測(cè)不到,那人們?cè)趺粗烙邪滴镔|(zhì)的存在呢?

        萬(wàn)有引力“出事”,應(yīng)是暗物質(zhì)“搗鬼”

        暗物質(zhì)雖然看不見(jiàn)、摸不著,但是人們卻發(fā)現(xiàn)了宇宙中的一些怪現(xiàn)象。

        先來(lái)看一下太陽(yáng)系中不同行星圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的速度。通過(guò)下表可以看出,在太陽(yáng)系中,離太陽(yáng)越近的行星公轉(zhuǎn)的速度越快,離太陽(yáng)越遠(yuǎn)的行星,公轉(zhuǎn)的速度越慢。這是符合萬(wàn)有引力定律的。

        可是到了銀河系中,這一定律就沒(méi)法解釋了,因?yàn)殂y河系的星云不管是離銀心距離較近,還是距離較遠(yuǎn),旋轉(zhuǎn)的速度都差不多。因此,科學(xué)家懷疑,宇宙中還有一種我們看不到的物質(zhì)存在,這種物質(zhì)就是暗物質(zhì)。暗物質(zhì)雖然神秘,但它有引力作用,科學(xué)家正是通過(guò)暗物質(zhì)的引力作用,了解到暗物質(zhì)的存在的。

        銀河系就是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的大盤子,銀河系中心部分最亮,因?yàn)槟抢锏暮阈亲疃?。如果按照牛頓的萬(wàn)有引力定律來(lái)推測(cè),銀河系中央部分的旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該最快,而距離銀河系中心越遠(yuǎn),旋轉(zhuǎn)的速度就應(yīng)該越慢。(很簡(jiǎn)單,把銀河系的中央部分當(dāng)成是太陽(yáng),把銀河系的懸臂當(dāng)成是行星就可以了。)可是,科學(xué)家們觀測(cè)到的現(xiàn)象卻并非如此。大量觀測(cè)表明,銀河系的懸臂并沒(méi)有因?yàn)榫嚯x銀河系中心較遠(yuǎn)而速度有所減慢

        “悟空”真面目

        介紹完暗物質(zhì),你是不是也覺(jué)得暗物質(zhì)比“白骨精”厲害得多?那下面我們來(lái)看看“悟空”都具備哪些本領(lǐng)吧。

        2015年12月,暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”被發(fā)射升空?!拔蚩铡笔鞘澜缟夏壳坝^測(cè)能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的空間探測(cè)器,其觀測(cè)能段是國(guó)際空間站阿爾法磁譜儀的10倍,能量分辨率比國(guó)際同類探測(cè)器高3倍以上。暗物質(zhì)本身雖然沒(méi)法觀測(cè)到,但是它在湮滅或衰變的過(guò)程中,可能釋放出不一般的能量。科學(xué)家就是希望衛(wèi)星“悟空”能探測(cè)到暗物質(zhì)湮滅或衰變的證據(jù)。衛(wèi)星“悟空”是中國(guó)科學(xué)衛(wèi)星系列的首發(fā)星,“悟空”將在頭兩年對(duì)全天掃描,之后根據(jù)探測(cè)結(jié)果,對(duì)暗物質(zhì)最可能出現(xiàn)的區(qū)域定向觀測(cè)。首批科學(xué)成果有望在發(fā)射6個(gè)月至1年后發(fā)布。

        暗物質(zhì)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師李華旺說(shuō),“悟空”的“火眼金睛”包含塑閃列陣探測(cè)器、硅列陣探測(cè)器、BGO能量器和中子探測(cè)器四個(gè)子載荷,能探測(cè)高能粒子的能量、方向和電荷。

        “悟空”能否搜尋到暗物質(zhì)呢?暗物質(zhì)衛(wèi)星工程首席科學(xué)家常進(jìn)對(duì)此抱著平常心:“我現(xiàn)在期待它工作正常就行了。只要衛(wèi)星工作正常,就為我們打開(kāi)了一扇新的窗口,陽(yáng)光就會(huì)照進(jìn)這個(gè)窗口來(lái)。如果指望衛(wèi)星一下就能把暗物質(zhì)準(zhǔn)確找到,這個(gè)希望指數(shù)也太高了?!?/p>

        “悟空”檔案

        【它有多大?】長(zhǎng)、寬、高分別為1.5米、1.5米、1.2米。

        【它有多貴?】造價(jià)1億美元,遠(yuǎn)低于國(guó)外同類探測(cè)器。

        【誰(shuí)送它上太空?】長(zhǎng)征二號(hào)丁型火箭。這是長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭執(zhí)行的第26次飛行任務(wù),該型火箭保持了百分之百的成功率。

        【它為什么叫悟空?】中科院等從全國(guó)征集衛(wèi)星的名字,收到有效提案3萬(wàn)多個(gè)。經(jīng)過(guò)投票,決定叫它“悟空”,既寓意其神通廣大,也寓意“領(lǐng)悟太空”。

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