天目Tech+探测宇宙中的暗物质“悟空”号有多努力？

泰戈尔在诗里写：以繁星为火花，却又无法看见的黑暗之火焰，到底是什么？

如果让物理学家来回答，答案很可能是：暗物质。所谓暗物质，就是看不见，却被理论测算出大量存在于宇宙中的物质。

那么，暗物质究竟是什么？如何才能探测到它？6月30日，在由中国科学院大学国际理论物理中心（亚太地区） 联合中科院理论物理研究所、国科大杭州高等研究院共同举办的“从极小量子粒子到极大膨胀宇宙”量子-宇宙物理系列前沿论坛上，中科院院士、国家天文台台长常进给出了回答。

论坛活动现场 资料图

为何要研究这个弥散在宇宙中的“幽灵”——暗物质？

通过天文观测，科学家们发现，宇宙中发光物质只占极少部分，而暗物质约占所有物质的25%。常进表示，暗物质如同一朵笼罩在21世纪物理学上的乌云，目前没有一种标准模型能解释其性质，“对他们的研究很可能会带来科学上新的突破，甚至导致物理学的革命。”

直播资料图

那么，科学家如何才能探测到这种看不见、摸不着的物质？

常进介绍，探测暗物质主要有三种方法，一是在高能粒子加速器上，通过高能粒子碰撞模拟宇宙大爆炸，从中探测暗物质粒子；二是于地下深处，在“安静”的地下环境中，通过捕捉暗物质粒子与普通原子核膨胀产生的微弱信号，探测暗物质粒子；三是在空间中间接探测暗物质粒子。

其中，2015年12月17日，我国暗物质粒子探测卫星“悟空”号发射升空。它的主要使命是间接探测暗物质粒子并研究宇宙线物理和高能伽马射线天文。它具有能量分辨率高、测量能量范围大和本底抑制能力强等优势，将中国的暗物质探测提升至新的水平。

常进介绍，两个暗物质粒子相遇，发生碰撞时，会产生“看得见”的高能粒子，如伽马射线、质子、反质子、中微子等。通俗地讲，“悟空”号就如同一个空间望远镜，通过测量这些高能粒子，间接证实暗物质粒子的存在。

悟空号 资料图

记者了解到，悟空的“火眼金睛”让它探测收获颇丰。

来自外太空的高能粒子统称为宇宙射线，它们携带着多种天体物理过程的关键信息。

2017年，“悟空”号公布首批发现，直接在太空中测量到了电子宇宙射线的一处异常波动，有可能与暗物质相关。2019年，“悟空”号又测量了迄今为止能段最宽也最精确的质子能谱。2021年5月，“悟空”号第三批科研成果公布，科研人员获得了宇宙射线氦核的精确能谱测量最新结果。

如今，当人类抬头看看天，每天的清晨和傍晚，“悟空”号都会飞过中国的上空，在距离地面500公里左右的太阳同步轨道上，寻找暗物质的身影。

从发射到现在，“悟空”号所有传感器都保持良好的工作状态，高能电子、各种宇宙射线粒子等关键数据仍在不断积累中。

“目前，我们还在收集数据，希望在暗物质探索方面取得突破。”常进说。