中科院紫金山天文台研究员常进寻找暗物质十多年
“你要小心,说不定哪一天‘暗物质’就会‘撞’你一下。” 茫茫宇宙中,有些东西眼睛根本看不见,比如说暗物质。宇宙中,眼睛看得见的物质只占5%,剩下的约25%来自暗物质,约70%来自暗能量。
10多年前,中科院紫金山天文台研究员常进就开始寻找暗物质的踪迹了,目前已经发现了暗物质湮灭的“可能证据”。昨天,常进主持的“空间探测暗物质粒子”项目获得了2011年度江苏省科学技术奖一等奖。2015年,紫台还将向太空发射暗物质探测卫星,希望能够“网”住暗物质。
你永远看不见它们
“千万别相信你的眼睛,有些东西不是用眼睛就可以看到的。比如说‘暗物质’。”聊起暗物质,常进就像聊起了一个没见过面的朋友,亲切而又有些陌生。
暗物质是什么?最先提出这一概念的天文学家弗里兹·扎维奇如此解释:遥远的星系团里有一些物质很独特,它们既不发散光,也不吸收光、反射光,它们对自然界的绝大多数“力”拥有免疫力,星系团似乎没有足够的可见物质可以将它们“捆绑”在一起。
几十年后,美国天文学家鲁宾在此基础上,论证了“绝大部分星系都被‘暗物质’所包围着”。此后,科学家们证实:人类在宇宙中能看到的物质只占宇宙质量的5%,而95%的宇宙由我们看不到的“暗物质”和“暗能量”构成。
寻找暗物质,这对科学家们来说,简直就是和幽灵在捉迷藏。曾经有科学家预言,谁先找到暗物质,谁就是下一个诺贝尔奖得主。怎么才能找到暗物质?它看不见摸不着,即便前面有座暗物质堆成的山,你也看不见,很可能会一头撞上去。
“暗物质本身很难被探测到,因为它们对自然界的绝大多数‘力’拥有免疫力。因此,它们可以像幽灵一样穿过我们和地球。”常进说。
放气球寻找暗物质
虽然暗物质粒子本身无法被直接探测到,但可以观测暗物质衰变或湮灭后产生的“可见粒子”。上世纪90年代后期,常进带领的科研团队开始研究探测暗物质粒子的技术。“我和美国宇航局合作,在南极投放了一个大气球。”1998年,常进和美国宇航局在南极建立“ATIC”(注:先进薄电离量能器)进行科考项目合作,在南极投放了一个两吨重、像足球场那么大的气球。
2000年底至2001年初,经过改造后的“ATIC”观测设备在南极升空,并在离地面37公里的高空完成了人类对高能电子的首次成功观测。随后,又用改进的仪器在南极再次做“长周期气球”实验,其中2次成功、1次失败。他们获得了一大堆庞杂而翔实的数字,一共观测到3000多万个宇宙线粒子,经过层层筛选,他们找到数百个高能电子。研究中,首先是由美国宇航局收集数据,然后交由常进的团队进行数据分析。分析的过程相当枯燥繁琐,为了保证研究的准确性,常进和他的团队每隔几天就会聚在一起,大家围坐一圈,你帮我改,我帮你核查。最终,常进捕捉到了暗物质湮灭的“可能证据”。
紫台探测卫星2015年发射
“南极气球让我获得了很多思路,但还需要印证。”常进说。为了将谜底揭开,由紫台自主提出的“暗物质粒子探测卫星”计划已获批立项中国科学院空间科学战略性先导科技专项,2015年 “暗物质粒子探测卫星”将放入外太空寻找暗物质。
目前“暗物质粒子探测卫星”已经“模样初显”。前天,记者在紫台看到了这个卫星的大致模样,它看上去很普通,浑身布满了线头,但里面装着很多科学仪器,其中最精华部分在于一块探测板。
这块探测板将会一刻不停地将探测到的空间数据发回研究人员的电脑中,研究人员再对这些海量信息进行筛选和屏蔽。
“就像在大海中找一粒沙子,我们需要从这些信息里找出一个和已知数据不同的数据,来证明暗物质确实存在。”什么时候能“网”住暗物质?常进笑了笑:“我们会努力的。”
现代快报
