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任常进 |
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宇宙“暗物质” |
抓住“暗物质”的中国人
“暗物质”是现代科学界的一个世纪之谜,破解它的意义不亚于牛顿的地球引力论和爱因斯坦的相对论。11 月,《自然》杂志发表的一篇论文披露,人类第一次发现“暗物质”粒子湮灭的证据。该论文的第一作者是南京紫金山天文台空间天文实验室主任常进。接受本报记者专访时,常进说:“我不是一个占星术师,而是一个天文学家。”
文/ 刘旭阳 图/ 唐晓毅
“千万别相信你的眼睛,有些东西不是用眼睛就可以看得到的。
何谓“暗物质”?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,他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(VeraC. Rubin)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。
这些“暗物质”究竟是什么?如何捕捉“暗物质”?他们有什么物理特性?近一个世纪里,无数科学家们尝试通过各种努力,揭开这些谜团,但均未成功。科学家们称,如果能够揭开宇宙之“暗”的谜底,那么它对人类的意义绝不亚于牛顿的地球引力论和爱因斯坦的相对论。
这一次,常进领导的研究团队终于有了突破,首次发现“暗物质”的证据,他也可能因此成为抓住“暗物质”的全球第一人。
11月20 日,以常进作为第一作者的论文《宇宙电子在3000-8000 亿电子伏特能量区间发现“超”》发表在国际顶级学术期刊《自然》杂志上(注:“超”的意思就是观测到的高能电子流量超过理论预计的流量)。在文中,常进论述了“超”和“暗物质”之间可能存在的某种联系:或许是暗物质粒子湮灭产生了“超”(注:一对正、反粒子碰撞时,会同时消失而完全转化为能量或产生其他粒子,这种现象叫做湮灭)。《自然》还为此专访了常进,并配以照片,刊登在同期刊物上。
评论普遍认为,该观测如果被证实,将是人类第一次发现“暗物质”粒子湮灭的证据。正如《纽约时报》所言,“那个来自宇宙阴暗面的秘密(即‘暗物质’)”正在让世界陷入疯狂。
偶遇“暗物质”
“你要小心,说不定哪一天‘暗物质’就会‘撞’你那么一下啊。”谈起他研究的对象,常进就如同聊一位素未谋面的朋友,兴致一下子提了起来。“开个玩笑,你们别担心,暗物质如果通过人体,虽然对人也会产生影响,但是这个几率很低,可能一辈子就那么几次,而且不是破坏性的,根本不会影响人。”
碰上“暗物质”这个话题,对于常进来说“纯属巧合”。
自中国科大近代物理系毕业以后,40 多岁的常进在紫金山天文台已经搞了20 年的天文物理研究。
起初,常进的团队并不是以攻克百年来人类物理学的第一号难题——探测到“暗物质”为目的。1998 年,还在寻找研究方向的常进,突然意识到:虽然人类已经观测了大部分的电磁谱,从很长的射电波段到很短很高能的伽玛射线都已经被人类观测到了,但还有一些电磁谱,比如高能电子、高能伽玛射线,仍未被人类在很高分辨的情况下观测到。“凡是新的东西,只要有人去观测,总会有些新的发现。从那时候起,我就决心好好研究这两个至今仍未被人类仔细观察到的谱段。”
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