袁尚
看到這個題目,你也許會疑惑,難道編輯姐姐要給我們講講孫悟空經(jīng)歷九九八十一難去西天取經(jīng)的故事嗎?當然不是,“悟空”不僅是《西游記》中的齊天大圣,還是一臺在宇宙中尋找暗物質(zhì)的探測器,它于2015年12月由中國長征運載火箭將其發(fā)射到太空,用自己的“火眼金睛”去探測暗物質(zhì)粒子。
何為暗物質(zhì)
宇宙中的天體都是在旋轉(zhuǎn)的,它們?yōu)槭裁磿@著圓形的軌道旋轉(zhuǎn),而不會像天女散花一樣四處飄移呢?歷史上人們曾一度認為這些天體都受著向心力的牽引,可是1933年物理學家茲威基通過觀測和計算卻發(fā)現(xiàn)了這個事實:天體的旋轉(zhuǎn)速度很快,人類已知的向心力是沒有能力將其吸引在一起旋轉(zhuǎn)的。換句話說,如果沒有其他更強大的力量源來束縛這些快速旋轉(zhuǎn)的天體,它們早就粉身碎骨并四處飛散了。由此茲威基做出了一個推測:宇宙中應該有許多我們沒有發(fā)現(xiàn)的物質(zhì),這些物質(zhì)為天體的旋轉(zhuǎn)提供著足夠強大的約束力。這些尚未被發(fā)現(xiàn)的宇宙物質(zhì)就是暗物質(zhì)。
為什么要找暗物質(zhì)
科學家們先假定一個理論存在,這個假定的理論最初缺少各種證據(jù),看起來像個坑洞,接下來很多科學家會齊心協(xié)力為這個理論尋找證據(jù)。當證據(jù)足夠多的時候,假定的理論坑就會被填平,說明原來的假設正確。派“悟空”去宇宙中尋找暗物質(zhì),就是為暗物質(zhì)理論找證據(jù),這一全新的領域?qū)⒊蔀榭茖W研究的里程碑,為科學技術發(fā)展帶來不可估量的推動作用。
暗物質(zhì)在宇宙中雖然隱藏得很深,但就算它的“隱身術”再高明,也難免露出馬腳?!傲_卡定律”指明了尋找暗物質(zhì)的基本策略:萬物凡有接觸,必留痕跡,暗物質(zhì)既然是萬物中的一種物質(zhì),它們很可能會與其他物質(zhì)相遇相撞,只要相遇相撞就會留存宇宙射線。也就是說“悟空”不需要把不易捕獲的暗物質(zhì)的真身揪出來,只需要尋找到暗物質(zhì)碰撞湮滅或衰變發(fā)射出的特殊宇宙射線,就完成了任務。
“美猴王”大顯神通
“悟空”是目前世界上觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星,它可以測量入射粒子的電荷數(shù)、入射方向及入射能量,進而區(qū)分入射粒子的種類??偠灾拔蚩铡本腿缑篮锿跻粯颖绢I高強,它找到暗物質(zhì)存在證據(jù)的希望很大。
宇宙里的粒子多得數(shù)不勝數(shù),如同撒哈拉沙漠中的沙粒?!拔蚩铡惫ぷ鲀赡甓鄟恚晒Σ蹲降礁鞣N各樣的粒子,然后把數(shù)據(jù)傳回地球,由中國科學家給各種各樣的粒子畫“臉譜”,這些粒子的圖像集合被稱為“宇宙線能譜”??茖W家借助“悟空”提供的粒子數(shù)據(jù),繪制出了歷史上最為精確的太空粒子信息圖。
“美猴王”成功脫險
也許是“悟空”工作太過勞累,2018年1月的一天,一場意外的疾病襲來:它的“火眼金睛”竟然“失明”了,也就是說尋找宇宙粒子的功能暫時喪失了!科學家們緊急尋找對策,分析“悟空”探測器失效的原因,以便讓它盡快恢復健康。
經(jīng)過19小時的努力,科學家終于找到了“悟空”生病的原因。原來是一枚宇宙高能粒子擊中了它,導致其裝載的計算機產(chǎn)生了系統(tǒng)紊亂??茖W家遠程操作重啟計算機后,“悟空”蘇醒,“火眼金睛”復明。
科學家表示,正常情況下高能粒子可以穿透“悟空”的身體,是無害的,但是有的高能粒子穿而不透,留下來“搗亂”就危險了,嚴重時會使探測器內(nèi)的電子器件電流增大而燒毀,那么整個探測器就要報廢了。這一次歷險可以說是“有驚無險”啊。