本報(bào)特約記者 魏云峰 本報(bào)記者　白云怡

11月30日凌晨，著名科學(xué)期刊《自然》雜志在線(xiàn)發(fā)表的中科院暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”最新成果顯示，中國(guó)有可能成為全球第一個(gè)發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)存在的國(guó)家?？茖W(xué)界普遍認(rèn)為，如果這一發(fā)現(xiàn)成真，將是天體物理學(xué)界近年來(lái)最重大的發(fā)現(xiàn)。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員、宇宙暗物質(zhì)與暗能量研究團(tuán)組首席科學(xué)家陳學(xué)雷11月30日接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)表示，隨著中國(guó)近年來(lái)開(kāi)始擁有世界一流的觀測(cè)設(shè)施，未來(lái)的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)一定會(huì)越來(lái)越多。

發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)意義有多大？

《自然》雜志發(fā)布的信息顯示，“悟空”衛(wèi)星的科研人員成功獲得目前世界上最精確的高能電子宇宙線(xiàn)能譜。其中的數(shù)據(jù)表明，宇宙空間存在著“質(zhì)量為1.4萬(wàn)億電子伏左右的新物理粒子”?？茖W(xué)家推測(cè)，它可能就是人們長(zhǎng)期以來(lái)尋找的暗物質(zhì)。

這一消息迅速轟動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界。美國(guó)《太空》網(wǎng)站稱(chēng)，中國(guó)科學(xué)衛(wèi)星通過(guò)分析太空中的宇宙射線(xiàn)，正在確定暗物質(zhì)的身份。印度《經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)》則描述說(shuō)，中國(guó)暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的神秘信號(hào)，讓科學(xué)家接近確認(rèn)這種“看不見(jiàn)也摸不著”的神秘存在。

暗物質(zhì)究竟是什么？為什么證明它的存在會(huì)引起科學(xué)界如此大的反響？《太空》網(wǎng)站介紹稱(chēng)，暗物質(zhì)是現(xiàn)代天體物理學(xué)最重要的基石概念之一。上世紀(jì)30年代以來(lái)，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)在星系級(jí)別的宇宙尺度上，越來(lái)越多的天體運(yùn)行規(guī)律與萬(wàn)有引力定律矛盾，就算把所有觀察到的物質(zhì)全都算上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要有額外的引力才解釋得通。是萬(wàn)有引力定律出錯(cuò)，還是另有解釋?zhuān)坑纱丝茖W(xué)家提出了暗物質(zhì)的概念，這是一種“看不見(jiàn)也摸不著”的特殊存在，而且數(shù)量比普通物質(zhì)更多，才能產(chǎn)生足夠的額外引力?，F(xiàn)代天文學(xué)就是建立在這個(gè)設(shè)想上的，按照計(jì)算，95%的宇宙是由這些看不見(jiàn)的暗物質(zhì)和暗能量組成，而我們看到的宇宙普通物質(zhì)僅占5%。

盡管時(shí)至今日，各種天文觀測(cè)，包括星系團(tuán)的引力透鏡效應(yīng)、早期宇宙微波背景輻射的溫度不均勻性等都暗示宇宙中存在大量暗物質(zhì)，但人類(lèi)畢竟從來(lái)沒(méi)有更直接的證據(jù)證明暗物質(zhì)真實(shí)存在，這也使得現(xiàn)代天文學(xué)的基礎(chǔ)總讓人覺(jué)得不夠牢固。陳學(xué)雷告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，暗物質(zhì)本身是一個(gè)非常重要的科學(xué)研究對(duì)象，人類(lèi)始終沒(méi)搞清楚暗物質(zhì)究竟是什么東西。它不但看不見(jiàn)摸不著，還有更多讓普通人難以理解的神奇特性。目前的研究顯示，暗物質(zhì)遠(yuǎn)比普通物質(zhì)多，它可能像幽靈一樣充滿(mǎn)了我們身邊的每個(gè)空間；但暗物質(zhì)又與普通物質(zhì)幾乎沒(méi)有相互作用，可以不受任何阻礙地穿透任何容器甚至我們的身體。因此這次若真能發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)，它的科學(xué)重要性不言而喻，甚至可能推動(dòng)物理學(xué)的又一次飛躍。

尋找暗物質(zhì)有三種方法

正是因?yàn)閷ふ野滴镔|(zhì)有如此重大的意義，國(guó)際上已在暗物質(zhì)探測(cè)方面耗資數(shù)百億美元，主要尋找手段包括模擬宇宙大爆炸的過(guò)程，利用大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)“撞”出暗物質(zhì)粒子；在不受宇宙射線(xiàn)影響的地下深處，直接探測(cè)暗物質(zhì)粒子；

利用暗物質(zhì)湮滅或者衰變時(shí)會(huì)產(chǎn)生普通物質(zhì)粒子的原理，在太空尋找這些粒子從而間接探測(cè)暗物質(zhì)的存在。而“悟空”就是用的第三種方法。

2015年12月16日，“悟空”衛(wèi)星被送入太空。它攜帶的探測(cè)器在測(cè)定粒子能量、方向、電荷，包括粒子鑒別方面，都達(dá)到世界最高水平?！短铡肪W(wǎng)站形容稱(chēng)，“悟空”將人類(lèi)對(duì)宇宙高能粒子的直接測(cè)量范圍擴(kuò)展到目前為止的最高水平。它每天平均可探測(cè)500萬(wàn)個(gè)高能粒子，在軌工作530天，已經(jīng)測(cè)量和記錄了超過(guò)35億的高能粒子。

不過(guò)陳學(xué)雷也提醒說(shuō)，“現(xiàn)在就開(kāi)始慶賀找到暗物質(zhì)還為時(shí)尚早，‘悟空衛(wèi)星目前還只是間接探測(cè)，只是發(fā)現(xiàn)了一些信號(hào)可能和暗物質(zhì)有關(guān)系，但現(xiàn)在還無(wú)法下定論。”他進(jìn)一步解釋說(shuō)，“如果不是暗物質(zhì)的話(huà)，也有幾種可能性：一是這些信號(hào)是普通天體物理過(guò)程的產(chǎn)物，意義就比較一般了；二是發(fā)現(xiàn)這些信號(hào)不是暗物質(zhì)發(fā)出的，而是一種更為出乎我們意料的東西，那么此次發(fā)現(xiàn)的意義會(huì)比發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)還要重大?！?/p>

中國(guó)開(kāi)始與世界一流科研工作者競(jìng)爭(zhēng)

在“悟空”衛(wèi)星成果發(fā)布會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)白春禮說(shuō)：“也許在人類(lèi)科學(xué)發(fā)展的歷史上，大家會(huì)記住今天。因?yàn)橹袊?guó)科學(xué)家已從自然科學(xué)前沿重大發(fā)現(xiàn)和理論的學(xué)習(xí)者、繼承者、圍觀者，逐漸走到了舞臺(tái)中央?！睋?jù)介紹，近年來(lái)，中國(guó)已發(fā)射了暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星“悟空”、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”、微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“實(shí)踐十號(hào)”和硬X射線(xiàn)衛(wèi)星“慧眼”等4顆科學(xué)衛(wèi)星，并逐步開(kāi)始獲得豐碩的科研成果。

對(duì)于中國(guó)天文界接連取得的成就，陳學(xué)雷表示，“以前中國(guó)天文界的設(shè)備與先進(jìn)國(guó)家相比落后好多年，所以我們經(jīng)常只能借用別人的設(shè)備和數(shù)據(jù)做研究，或者干脆就只能做一些冷門(mén)的項(xiàng)目。如今我們終于開(kāi)始擁有一些世界一流設(shè)備，這也意味著我們真正開(kāi)始進(jìn)入和世界一流科研者競(jìng)爭(zhēng)的狀態(tài)。中國(guó)的科研工作者不比任何人差，未來(lái)的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)一定會(huì)越來(lái)越多。”▲