猴年快过去了,“悟空”的考卷能得几分?

作者:蝌蚪君来源:蝌蚪五线谱发布时间:2016-12-30

多少分你们说了算。

  猴年马上就要过去了,不管是火爆全国的春晚吉祥物“猴赛雷”,还是永恒的经典孙大圣,都将暂时离开时空舞台的核心。不过,你还记得一年前,我国发射过一颗名叫“悟空”的暗物质粒子探测卫星吗?

猴年快过去了,“悟空”的考卷能得几分?

暗物质粒子探测卫星 DAMPE“悟空”

  提起暗物质,如果你是蝌蚪君的死忠粉,一定还记得我们曾经写过一篇名为《暗物质其实就是科学家yy出来的理想情人》的文章专门介绍。

  简单来说,暗物质就好像圣诞舞会上藏在黑暗角落里的胖妹纸,体重惊人(有引力),沉默不言(不发射任何电磁辐射),也没有男生对她“来电”(不与任何电磁辐射相互作用)。

  这也是暗物质探测卫星DAMPE被命名为“悟空”的原因。

  “悟空”的命名者林磊是一名天文爱好者。他把中国的暗物质卫星取名为“悟空”,一方面是因为齐天大圣孙悟空是中国人熟知的神话形象——他有着一双火眼金睛能看穿一切黑暗,这契合暗物质粒子探测卫星探测暗物质的科学目标。更重要的是,一直以来,暗物质这种“冷美人”特性就如同“空”一般的存在,而探测卫星就是要去“悟”到它。

猴年快过去了,“悟空”的考卷能得几分?

宇宙中的暗物质分布,来自美国自然博物馆

  这么默默无闻的妹纸,是如何被科学家发现的呢?其实,与其说是发现,不如说是科学家“要求”它必须存在。

  事情源于宇宙学家的观测。通过观察银河系悬臂,人们发现它的转动速度比理论计算要快很多,只有用受到了看不见的“暗物质”引力作用,才能解释的通↓↓

根据人类的计算,银河系转起来是这样的

猴年快过去了,“悟空”的考卷能得几分?

但观测完发现,它转起来是这样的

猴年快过去了,“悟空”的考卷能得几分?

快多了有木有!

  面对这种两难境地,我们要么承认是引力理论有问题,要么就得“臆想”出前面介绍的暗物质才行。

  紫金山天文台副台长、暗物质粒子探测卫星首席科学家常进研究员曾经说过:“暗物质就是个鬼,在没有探测到它之前,我也不知道暗物质到底存在不存在,就好像我不知道鬼存在不存在一样。”

  而“悟空”上天,就是去寻找暗物质的踪迹的。

猴年快过去了,“悟空”的考卷能得几分?

  所有物质都有反物质,正反物质相互接触就会发生湮灭,生成其他物质。根据一种理论模型,暗物质很特殊,它的反物质还是它自己。因此,暗物质碰撞湮灭之后,生成的其他物质就像它的“儿子”,在这其中,最主要的“儿子”就是高能电子——这也是“悟空”寻找的对象。

  如果“悟空”真的会说话,那么它最常说的,一定是“前方高能”。

  “悟空”携带有高能电子的检测器,能够探测到来自宇宙空间的高能电子流。这些超高能电子的能量、方向和电荷等数据都可以被探测器记录下来,再传送到专门的数据分析软件中进行鉴别,最终确定它们是不是真的来自于暗物质湮灭。

  但是,必须指出,这种方法是依赖于暗物质的理论模型的。因此,存在一种不可绝对排除的情况——暗物质粒子压根就没有超高能电子这个儿子。那我们就无论如何都探测不到了。

  现在,一年过去了,“悟空”干的究竟怎么样?

  首先,在探测效率上,“悟空”绝对是大哥级别的。目前我国主导或参与的暗物质探测实验有3个:四川锦屏山地下的熊猫计划、国际空间站的AMS项目以及“悟空”暗物质卫星。

  “‘悟空’上天一年,已经探测到了18亿个粒子,高能TEV以上一年的观测数据相当于AMS的5到10年的数据总量”,常进研究员如此说。

猴年快过去了,“悟空”的考卷能得几分?

  不过,虽然量大,但直到目前为止,这3个计划都还没有探测到暗物质的踪迹。不过,毕竟才一年,我们应该再给“悟空”一些时间,让它多积累些数据。

  而且,就算悟空最终也没有探测到暗物质,其实也无妨。“悟空”探测的是银河系中心的暗物质湮灭现象,暗物质的提出是基于牛顿万有引力可以推广到整个银河系尺度的假设。但是,目前我们人类所有的物理实验都只在太阳系内部检验了万有引力定律的正确性。因此,如果没有发现暗物质,也许就是因为在银河系尺度下,牛顿万有引力定律需要做出修改。也许,牛顿万有引力定律是只在太阳系这个小尺度上成立的局部定律吧。

  虽然这很“毁三观”,但也并非无法接受。毕竟,怀疑一切才是科学精神的根本。

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