[科普中国]-找到了吗？有什么用？万一找错了呢？——三问暗物质卫星首批科学成果

“悟空”首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进在中国科学院发布暗物质粒子探测卫星首批科学成果（11月27日摄）。新华社记者 金立旺 摄

新华社北京１１月３０日电 题：找到了吗？有什么用？万一找错了呢？——三问暗物质卫星首批科学成果

新华社记者蒋芳、蔡玉高、王珏玢

北京时间３０日，暗物质探测卫星“悟空”首批成果由《自然》杂志在线公布。精细结构、“奇异”电子信号、关键拐折……成果中大量出现的专业用语令公众困惑：科学家究竟找到了暗物质吗？如果找到的是暗物质粒子，对人类而言有什么用？万一找到的不是暗物质，意义何在？

找到暗物质了吗？

“悟空”首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进表示，首批成果中最令人兴奋的是发现了１００多个“奇异”电子，随着电子数量的进一步积累，才能进一步提高该发现的置信度，为人类打开新的观测宇宙窗口。

中科院院士吴岳良分析，从目前数据分析看，这些“奇异”电子信号可能有两个来源，要么来自暗物质湮灭，要么来自超新星遗迹或是脉冲星。“从目前来看，来自前者的可能性似乎更有说服力。”

一旦国际科学界进一步认可其来自暗物质起源，人类就可以根据“悟空”的探测结果获知暗物质粒子的质量、湮灭率，以及太阳系附近的暗物质团块分布等信息，这些都是以前无法得到的。

“Ｍａｙｂｅ，ｍａｙｂｅ，ＹＥＳ，”《自然》中国区科学总监印格致（Ｅｄ Ｇｅｒｓｔｎｅｒ）则从另一角度阐述科学发现与公众认识之间的“距离”：“每一次发现新的信号，科学界都会为之震动，公众则会反复追问：找到暗物质了吗？科学家却只能回答：可能吧。在前沿科学研究领域，这样的对话可能会延续很多很多年，直到多个方向的研究成果反复互证，科学家们才会最终宣布：是的！我们找到了！”

在１１月２７日举行的首批科学成果发布会上，媒体一直在追问常进何时能找到暗物质。对此，常进表示：“我目前的工作是做好卫星数据的搜集与分析工作。确认找到暗物质，一定是个漫长的过程，需全球科学家协力探索。”

在中国科学院紫金山天文台，“悟空”科学应用系统副总师范一中在介绍研究成果（11月2日摄）。新华社记者 金立旺 摄

找到暗物质有什么用？

暗物质被称为“世纪之谜”。２０世纪初，荷兰天文学家奥尔特等多位科学家相继提出，宇宙中存在发光很弱或者不发光的暗物质。

暗物质是什么？以何种形式存在？和人类又会产生怎样的联系……谜底的揭开，或许会与牛顿力学、爱因斯坦相对论一样，开启人类新的物理时代。

“作为宇宙构成部分中超过２５％的存在，怎么可能没有用？”吴岳良院士说，否则何来星系和宇宙结构，何来银河系、太阳系甚至我们人类？

中科院院长白春礼说，基础科学从发现到应用往往动辄以百年为计量单位，而这种影响必然是颠覆性的。有了相对论和量子力学，才有了航天、半导体和互联网。作为当今世界最前沿的科学话题，相信暗物质发现的作用，不会亚于它们。

“对科学的追求，是人类社会不断进步的主要动力。”常进说，暗物质的作用我们现在无从得知，但寻找暗物质的工作每天都在影响我和我的团队成员。也许再过１００年，我们的后代日常生活都离不开暗物质突破后产生的新的理论。

不是暗物质也很重要？

对于常进而言，他目前最关心的是，接下来“悟空”所捕捉到的这些“奇异”电子信号是否还会持续增加；一年后，能否达到科学发现所要求的精度。

“无论是不是暗物质，都将是一个重要的新现象。”常进表示。

长期以来，科学界普遍认为在１．４ＴｅＶ以上的高能段是一片“沙漠”，但“悟空”正在进行的工作有望证明，这里其实“风光旖旎”。“物理学界现有的理论模型远不能解释关于宇宙的所有疑问，期待‘悟空’能够破旧立新。”暗物质卫星科学应用系统副总师范一中说。

白春礼则认为，如果研究最终确定发现了新粒子，是暗物质，这无疑非常重要。但如果不是暗物质，也意义重大。“耗资１００亿美元建造的欧洲核子对撞机撞出一个上帝粒子，验证了理论学家的预测，使其得到了诺贝尔奖。而我们如果用不到１亿美元就找到新粒子，意义更加非凡。”

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