11月30日，科研展現(xiàn)傳來好消息，我國悟空號(hào)暗物質(zhì)探測器發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)存在的某些證據(jù)，一時(shí)間，暗物質(zhì)成為街頭巷議的熱點(diǎn)話題。
蛋總?cè)ツ陮戇^一篇科普文，那時(shí)候我還不是老司機(jī)，文風(fēng)稚嫩，請(qǐng)大家鑒賞。
針對(duì)本文小編要嘮叨一下：第一是由于小編本身水平有限，第二是本微信公眾賬號(hào)是少兒科普，第三是這一篇是寫給文科生的，所以，文中堅(jiān)決不用專業(yè)詞匯，堅(jiān)決不用枯燥的數(shù)據(jù)，只講道理！所以，懇請(qǐng)各位理科學(xué)霸手下留情，不要挑刺。
不過呢，本文已經(jīng)找了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)天文物理系的袁業(yè)飛教授備案并斧正過了。袁教授給了本文的點(diǎn)睛之筆，幫本文進(jìn)行了專業(yè)性把關(guān)。（此處可以有一些噼里啪啦的掌聲）
我們生活的世界，是這樣的真實(shí)。我們之所以覺得世界真實(shí)，是因?yàn)槲覀兏兄耸澜纭?/span> 在遙遠(yuǎn)的過去，我們感知世界，主要靠我們五中基本感覺，那就是視覺，聽覺，嗅覺，味覺以及觸覺。
如果有某種東西，超出了我們這五覺而存在，我們就會(huì)心生恐怖。
在古代，瘟疫來了，我們不知道是病菌病毒在傳播，所以各種宗教或者巫婆大仙都愛用天降災(zāi)禍，神靈報(bào)應(yīng)來解釋。越這樣神秘的解釋，人們膽子越小，生怕得罪了身邊看不見摸不著的神仙。
直到科學(xué)家們直到他們是由于病毒和病菌傳播引起的，只要做好消毒，做好滅菌，做好隔離，阻止病毒病菌的傳播途徑即可。
很多恐怖片導(dǎo)演都會(huì)得心應(yīng)手的運(yùn)用這一手，只不過他們是故弄玄虛。比如，他們會(huì)安排一個(gè)看不見摸不著寂靜無聲的幽靈，來拉開我們的窗簾，或者推開我們臥室的門。
再比如看不見摸不著的核輻射，可以使人得上怪病，最后死去，如果放在放射性發(fā)現(xiàn)之前，那么最好的解釋就是找個(gè)人中了邪，被惡魔纏身，或者遭到了神靈的報(bào)應(yīng)。
但是，后來人們發(fā)現(xiàn)了某些物質(zhì)的放射性，會(huì)輻射出有害的射線。人們只要做好防護(hù)做好隔離就會(huì)沒事，人類的恐怖也會(huì)隨之消失。這種射線，看不見，摸不著，無法直接感知，但是，我們通過科學(xué)儀器，間接地感知他們的存在，比如可以使膠卷曝光，可以再熒光屏留下斑點(diǎn)，或者在科學(xué)家的云室中留下痕跡。但是，總是我們間接地感知了。
但這也帶來一個(gè)問題，世界上是不是還存在超出我們感知范圍的物質(zhì)，甚至我們間接地感知也很困難？答案是：不但存在，而且很多！比我們能直接感知到的物質(zhì)還多20倍！
那我們今天就來聊聊
當(dāng)今籠罩在物理學(xué)的兩個(gè)幽靈（兩朵烏云）之一的暗物質(zhì)。（另一個(gè)幽靈是暗能量）
說暗物質(zhì)之前，先說說普通物質(zhì)。從微觀的原子、電子、質(zhì)子，到地球上動(dòng)物植物、土壤石頭，以及放眼太空，肉眼看到的太陽月亮，以及望遠(yuǎn)鏡觀測到的恒星行星，星云塵埃。然而，然而這一切我們直接觀測到的物質(zhì)，只構(gòu)成了現(xiàn)有宇宙的不足5%……。那剩下的是什么呢，科學(xué)家說就是25%的暗物質(zhì)，和70%的暗能量。
先看看科學(xué)怪蜀黍是怎么說暗物質(zhì)的！
然而科學(xué)家說：我們也不知道暗物質(zhì)是什么。因?yàn)樗麄儾粎⑴c電磁相互作用。不參與電磁相互作用，也就不發(fā)光，不反射光，同時(shí)也就不會(huì)產(chǎn)生彈力，那么100公斤或100噸的暗物質(zhì)放在手上，就直接漏過去了，我們卻一點(diǎn)沒感覺。同樣，他們?cè)业絻x器上，儀器也不會(huì)發(fā)現(xiàn)。
那這么詭異的東西，科學(xué)怪蜀黍怎么會(huì)認(rèn)為他們存在？
因?yàn)椋麄儠?huì)產(chǎn)生引力。
事情是這樣的。我們的宇宙中，星系中的恒星受到軌道半徑內(nèi)所有的物質(zhì)的引力作用，圍繞星系中心旋轉(zhuǎn)。就像圖中這位家長，拉著孩子在飛速旋轉(zhuǎn)。這個(gè)游戲成功的最重要的秘訣，就是中間這位家長要有足夠的力量拉住孩子。
轉(zhuǎn)得越快，需要的拉力越大。不信你可以那一根繩子，另一頭系上一個(gè)大石頭甩甩看，轉(zhuǎn)的越快，需要的拉力越大。不過，要小心，也不能太快！太快可能拉斷繩子而甩出去，砸到小朋友可就麻煩大了！砸不到小朋友，砸到隔壁老王的勞斯萊斯也賠不起！
宇宙中的星系也是這樣。比如，太陽必須有足夠的吸引力，來拉住地球等九大行星。如果引力過大，則地球被吸引到太陽里邊去了，如果引力過小，地球就脫離現(xiàn)在的軌道飛走了。
那這些引力是怎么產(chǎn)生的呢？牛頓告訴我們，引力的大小，跟太陽地球的質(zhì)量以及他們兩者間的距離有關(guān)系。因此太陽的質(zhì)量是地球的33萬倍，才鞏固了太陽在太陽系的老大地位（核心地位），九大行星以及才能平穩(wěn)的年復(fù)一年的圍繞著太陽旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)老大還得有硬實(shí)力！
然而，如果你看到的是下邊這個(gè)圖，你就會(huì)蒙圈了 ?。ㄏ聢D就是蒙圈的你）
一個(gè)小朋友，怎么能拉的住兩個(gè)小朋友呢？
你肯定會(huì)堅(jiān)定的認(rèn)為：小編又PS造假?。ㄐ【幠汩_···開··開玩笑吧?。?/span>
天文學(xué)家卻在1932年發(fā)了跟這個(gè)類似的詭異的現(xiàn)象。1932年，美國加州工學(xué)院的瑞士天文學(xué)家弗里茲·扎維奇觀測螺旋星系旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，發(fā)現(xiàn)星系外側(cè)的旋轉(zhuǎn)速度比預(yù)期的快。
理論上，這個(gè)星系團(tuán)必定會(huì)四處飛散，很快就被徹底摧毀。如果用繩子旋轉(zhuǎn)的例子來說，就是繩子無法承受這樣的速度而被甩斷！如果按旋轉(zhuǎn)孩子的游戲來說，中間的孩子拉不住旋轉(zhuǎn)的小孩，旋轉(zhuǎn)的小孩會(huì)被甩飛！
難道我們真的見鬼了嗎？
我們可以說真是見鬼了！
然而，有鬼的說法，科學(xué)家并不滿意。
于是，茲威基作出了一個(gè)有根據(jù)的推測：后發(fā)星系團(tuán)中一定充滿了某種“暗物質(zhì)”，它們的引力足夠強(qiáng)，可以把星系團(tuán)束縛在一起。
這就像是稱體重一樣，本來我們根據(jù)一姑娘的體型估測她體重是50kg，結(jié)果體重秤卻顯示有200kg。在檢查了體重秤、引力都沒有問題后，我們只能猜測姑娘身上有著某種我們看不見的東西占著很大一部分體重（鬼附身啦）。
繼續(xù)回到旋轉(zhuǎn)游戲這張圖，也就是這個(gè)中間的小朋友，如有神助拉著另外兩個(gè)小朋友，如果小編沒有ps的話，那就是見鬼了。對(duì)，真的見鬼了，科學(xué)家最煩見鬼的解釋，于是，科學(xué)家說，有一種看不見、摸不著的物質(zhì)，幫著小姑娘拉著兩個(gè)小朋友，這個(gè)看不見摸不著的鬼，就被科學(xué)家稱為暗物質(zhì)。
既然看不見摸不著，不能被感知，
那科學(xué)家為什么說暗物質(zhì)存在？
這么說吧，科學(xué)家們也曾經(jīng)面臨兩個(gè)艱難的選擇：要么放棄愛因斯坦的廣義相對(duì)論，要么相信暗物質(zhì)的存在。然而愛因斯坦是這樣的偉大，到引力波被證實(shí)，他的所有關(guān)于宇宙的預(yù)言都被證實(shí)了（除了一些細(xì)節(jié)末梢）。而且，只要相對(duì)論沒有被證明錯(cuò)誤（證偽），也沒有推翻的必要。因此，我們要繼續(xù)努力尋找暗物質(zhì)，就如同一個(gè)世紀(jì)以前尋找以太一樣。
而且，暗物質(zhì)縱然秉性古怪孤僻，社交圈子非常?。ú慌c其他物質(zhì)發(fā)生電磁相互作用），神龍見首不見尾，但還是留下了一些蛛絲馬跡，那就是暗物質(zhì)存在引力效應(yīng)。遙遠(yuǎn)宇宙的光線，穿過物質(zhì)或暗物質(zhì)附近的時(shí)候，會(huì)由于物質(zhì)和暗物質(zhì)的引力作用，光線發(fā)生彎曲。就像光線通過透鏡一樣。
哈勃望遠(yuǎn)鏡曾拍到一個(gè)超新星爆炸，但是照片上卻有四個(gè)成像。
通過引力透鏡，根據(jù)光線彎曲的程度，科學(xué)怪蜀黍們可以計(jì)算出物質(zhì)和暗物質(zhì)的分布，去掉直接觀察到的物質(zhì)，剩下的就是暗物質(zhì)的分布了。
另外，暗物質(zhì)存在證據(jù)還有宇宙學(xué)上的證據(jù)：由于暗物質(zhì)彌漫分布在宇宙空間，它們會(huì)影響宇宙的膨脹。
說了半天，還是沒搞明白，暗物質(zhì)到底是什么？
這個(gè)，雖然小編不好回答，但我一點(diǎn)都不羞愧，因?yàn)?，科學(xué)家對(duì)暗物質(zhì)了解的也少。目前，關(guān)于暗物質(zhì)有三點(diǎn)是可以確定的：
（1）宇宙中存在暗物質(zhì)。
（2）它們能產(chǎn)生引力。
（3）它們大量存在。是普通物質(zhì)的4倍還多！暗物質(zhì)是彌漫在星系中的，或者，星系是埋在暗物質(zhì)暈之中。
關(guān)于他們，可能是什么，有下邊的說法要等待證實(shí)：暗物質(zhì)很可能由某些和光線不發(fā)生任何作用的特殊粒子構(gòu)成，他們的性質(zhì)還不為我們所知道。
排除法：暗物質(zhì)不是什么？
雖然暗物質(zhì)是什么，我們知道的還不多，但我們還知道更多暗物質(zhì)不是什么。
第一：暗物質(zhì)不是沒有恒星的分子云，或星際塵埃團(tuán)。因?yàn)槟壳拔覀冞€探測不到任何物質(zhì)粒子。
第二：暗物質(zhì)不是反物質(zhì)。因?yàn)榉次镔|(zhì)和普通物質(zhì)接觸，會(huì)湮滅，產(chǎn)生特殊的伽馬射線。
第三：暗物質(zhì)不是黑洞，雖然黑洞也不可見，也有引力。因?yàn)楹诙吹倪吘墪?huì)和其他物質(zhì)發(fā)生猛烈作用，比如被黑洞吞噬前的天體會(huì)垂死掙扎，這個(gè)掙扎過程中因高熱而放出紫外線和X射，從而我們可以獲取黑洞存在的訊息。但我們感受到的暗物質(zhì)只是在空間中彌散分布。
尋找暗物質(zhì)有什么用呢？
（1）我可以肯定的說：對(duì)于像我一樣的吃貨來講，沒什么用。對(duì)不是吃貨的普通人，也沒啥用。
（2）但，對(duì)于科學(xué)家而言，他們對(duì)暗物質(zhì)的執(zhí)著，肯定超過了我對(duì)美食的執(zhí)著。他們對(duì)未知世界充滿了好奇心和求知欲。所以他們也代表了人類的未來，而我們不能。在此向他們表示致敬！
（3）對(duì)于科學(xué)家來說，發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)是繼哥白尼的日心說，牛頓的萬有引力說，愛因斯坦的相對(duì)論，量子學(xué)說之后，人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的又一次重大飛躍！比引力波還要重大的而發(fā)現(xiàn)！因?yàn)槿绻苷业桨滴镔|(zhì)，將使人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)向前邁進(jìn)一大步，了解到更加深遠(yuǎn)的物質(zhì)世界。
（4）另外，在尋找暗物質(zhì)的過程中，科學(xué)家們要絞盡腦汁去想一切辦法，在這過程中，還會(huì)有歪打正著的新發(fā)明新發(fā)現(xiàn)新技術(shù)，作為額外附加的回報(bào)。
（5）另外，如果我國率先發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)，那么得諾貝爾獎(jiǎng)是肯定的了。另外，科學(xué)上的領(lǐng)先，也是國際上綜合國力競爭的主要指標(biāo)。
那目前尋找暗物質(zhì)的思路有哪些呢？
首先，無論探測什么物質(zhì)，一定要讓被探測物質(zhì)與探測器發(fā)生相互作用，一般最終轉(zhuǎn)化為易測的光電信號(hào)。這是最基本的思路。目前，國際上對(duì)暗物質(zhì)探測方式主要分為３類，這也是基于不同的物理模型。
第一類是在加速器上通過兩束高能粒子對(duì)撞將暗物質(zhì)粒子“創(chuàng)造”出來，如歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)；
第二類是在地下進(jìn)行的直接探測，各國有不少這樣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中我國四川錦屏地下實(shí)驗(yàn)室是目前世界上最深的研究暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室。地下的實(shí)驗(yàn)是基于暗物質(zhì)是一種質(zhì)量很大的、只參與弱相互作用的粒子，簡單地說，就是質(zhì)量很大的類中微子粒子。
第三類是在太空進(jìn)行間接探測，比如我國的悟空號(hào)探測衛(wèi)星?？臻g的實(shí)驗(yàn)是基于暗物質(zhì)是一種自身就是自身的反粒子的粒子物理模型，暗物質(zhì)與暗物質(zhì)湮滅產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)?？臻g實(shí)驗(yàn)其實(shí)測量的是正負(fù)電子，這些正、負(fù)電子的數(shù)目可能比我們預(yù)想的要多，多到只能用暗物質(zhì)湮滅來解釋。
袁業(yè)飛教授：
1999年6月獲中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)天體物理專業(yè)博士學(xué)位。2001年1月被破格聘任為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)副教授。2005年12月晉升為教授。1998年獲中國科學(xué)院院長獎(jiǎng)學(xué)金優(yōu)秀獎(jiǎng)。入選2005度教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”?，F(xiàn)任天文學(xué)系執(zhí)行主任。2002-2003被教育部國家留學(xué)基金委以高級(jí)訪問學(xué)者的身份選派到美國哈佛大學(xué)天文系訪問一學(xué)年。2001，2004年曾應(yīng)邀訪問香港大學(xué)物理系，并作合作研究。主要承擔(dān)高年級(jí)大學(xué)生和研究生的《天體物理概論》、《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》、《廣義相對(duì)論》和《相對(duì)論天體物理》的教學(xué)工作，并從事以相對(duì)論天體物理、致密星物理為主要研究方向的理論天體物理的研究工作。參加的主要學(xué)術(shù)團(tuán)體有：國際天文聯(lián)合會(huì)（IAU）會(huì)員，中國天文學(xué)會(huì)常務(wù)理事，中國物理學(xué)會(huì)引力和相對(duì)論天體物理分會(huì)理事，安徽省天文學(xué)會(huì)會(huì)員
此文衷心感謝袁教授精心斧正，在此小編有禮啦！
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