茫茫宇宙,,太多驚奇,。 有了光亮,便看見物質(zhì),。 有了物質(zhì),生命,、生存,、生活就有了依靠,得到落實,。 然而,,一切物質(zhì)并不是永恒, 一旦碰到反物質(zhì),,它就會瞬間消失,。 12月17日8時12分,長征二號丁運載火箭順利升空,, 它搭載暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”到太空去,, 去追尋人類夢寐以求的暗物質(zhì)。 “悟空”是目前世界上觀測能段范圍最寬,、 能量分辨率最優(yōu)的暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星,, 超過國際上所有同類探測器。 它將在太空中探尋暗物質(zhì)存在的證據(jù),, 研究暗物質(zhì)特性與空間分布規(guī)律,。 暗物質(zhì)粒子的探測,目前是國際科學前沿競爭最為激烈的研究領域,。 包括我國在內(nèi)的世界各國正在籌建或?qū)嵤┒鄠€暗物質(zhì)探測實驗項目,。 據(jù)介紹,“悟空”全部由中科院研制,、生產(chǎn),。工程造價1億(美元),, 遠低于國外同類探測器。 衛(wèi)星將在軌運行3年以上,,首批科學成果有望在6個月至1年后發(fā)布,、公示。 中科院國家空間科學中心主任吳季表示,, 暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星,,將有望推動我國科學家在暗物質(zhì)探測領域取得重大突破, 對促進我國空間科學領域的創(chuàng)新發(fā)展具有重大意義,。 去發(fā)現(xiàn)那藏起來的未知宇宙,。 當我們仰望星空,其實只看到了宇宙的冰山一角,, 宇宙的絕大部分對人類來說是隱藏的,。 天文學家估計,宇宙中95%以上是人類還沒有弄清楚的暗物質(zhì)和暗能量,, 只有不到5%是已知的普通物質(zhì),。 暗物質(zhì),披著隱身衣的“宇宙幽靈”,, 科學家僅知道它們存在,,卻無法探測到它們在哪里。 暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”成功發(fā)射,, 它的使命就是去尋找暗物質(zhì)粒子存在的證據(jù),。 為什么要尋找暗物質(zhì)? 宇宙中,,因為普通的物質(zhì)帶有電子而能“發(fā)光”,, 所以,我們能看見它的形狀,、顏色,、巨細。 我們能觸碰一面墻,、一張桌子,,感覺到它們的存在, 是因為有電磁場的相互作用,,存在它的魔力,。 而暗物質(zhì)是不帶電荷的,也沒有電磁場的相互作用,, 能像幽靈一樣穿透阻礙物,,來去無蹤,不留痕跡,。 科學家們認為,,暗物質(zhì)是宇宙大爆炸的產(chǎn)物,, 在宇宙演化中起著決定性作用,也決定著宇宙未來的命運走勢,。 暗物質(zhì)和暗能量被認為是籠罩在21世紀物理學上的兩朵“烏云”,。 美國科學家在一份報告中列出21世紀要解答的11個科學問題, “什么是暗物質(zhì)”被列在第一,。 科學界公認,,揭開暗物質(zhì)之謎, 將是繼日心說,、萬有引力定律,、相對論及量子力學之后, 又一次重大飛躍,,具有無量的價值,。 它將帶來物理學的又一次革命,給人們以有益而深刻的啟迪,。 怎樣尋找“宇宙幽靈”,? 目前,國際上對暗物質(zhì)探測方式主要分為3類,。 第一類是,,在加速器上通過兩束高能粒子對撞,“創(chuàng)造”暗物質(zhì)粒子,; 第二類是,在地下進行的直接探測,, 其中我國四川錦屏地下實驗室,,是目前世界上最深的研究暗物質(zhì)實驗室; 第三類是在太空進行間接探測,; 我國暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星在進行時,。 第三類方法怎樣尋找暗物質(zhì)? 常進的解釋,,當一個物質(zhì)遇到一個反物質(zhì)的時候,, 兩者都會被摧毀,由此產(chǎn)生巨大的能量,,最終看不到任何影子,。 但是暗物質(zhì)非常獨特,它的反物質(zhì)就是本身,, 如果暗物質(zhì)粒子和自身的反物質(zhì)粒子發(fā)生碰撞時,, 產(chǎn)生的能量將會更大,難以估計,。 假如能夠監(jiān)測到暗物質(zhì)粒子碰撞后產(chǎn)生的高能粒子,, 如伽馬射線,、正電子、反質(zhì)子,、中微子等,, 并能夠精確測量這些粒子的能譜,就能間接證明存在暗物質(zhì),。 我國暗物質(zhì)衛(wèi)星提出的觀測對象和觀測能區(qū),, 都是到目前為止國際上的第一次。 期望這次觀測,,也能夠發(fā)現(xiàn)許多人類未知的“第一次”,。 進入太空后,“悟空”將采取兩種觀測模式: 在頭兩年采用巡天觀測模式,,由于暗物質(zhì)可能存在于全天區(qū)的任何區(qū)域,; 兩年后衛(wèi)星轉(zhuǎn)入定向觀測模式, 根據(jù)全天區(qū)探測的結(jié)果,,分析出暗物質(zhì)最可能出現(xiàn)的區(qū)域,, 并開展定向觀測這些區(qū)域。 暗物質(zhì)是怎么被發(fā)現(xiàn)的,? 20世紀30年代初,, 美國加州理工學院的天體物理學家茲威基第一個發(fā)現(xiàn), 宇宙中可見物質(zhì)遠遠不足以把宇宙連成一片,, 如果不是存在一種神秘而不可見的物質(zhì),,星系早就分崩離析。 科學家把這種看不見的神秘物質(zhì)稱為“暗物質(zhì)”,。 到了20世紀70年代,,多種天文觀測, 比如盤星系的旋轉(zhuǎn)曲線,、星系團X射線觀測,、引力透鏡等都顯示存在暗物質(zhì), 但直到現(xiàn)在,,還沒有確定探測到暗物質(zhì)的信號,,不知“所以”。 雖然科學家們還不知道暗物質(zhì)究竟由什么構(gòu)成,, 但通過觀測它如何影響普通物質(zhì),, 并模擬它的引力效應,還是對它有了一些了解,,可以解釋,。 ——宇宙中95%以上是暗物質(zhì)和暗能量,暗物質(zhì)占26.8%。 暗物質(zhì)不發(fā)光,、不發(fā)出電磁波,、不參與電磁相互作用, 任何光學或電磁觀測設備都無法直接“看”到它的影子,。 ——暗物質(zhì)難以探測,,還在于它密度小、速度快,,難以捕捉,,容易逃逸。 科學家測算,,暗物質(zhì)粒子每秒的運動速度為220千米,。 ——暗物質(zhì)應該來自于宇宙大爆炸。 在宇宙早期某一個時刻,,宇宙溫度非常高,,粒子能量非常強, 它們劇烈碰撞,,在這種相互作用下,, 于是產(chǎn)生包括暗物質(zhì)在內(nèi)的各種各樣的物質(zhì)。 ——宇宙的結(jié)構(gòu)與暗物質(zhì)有關,。 由于暗物質(zhì)和它自己以及其他物質(zhì)不發(fā)生除了引力以外的作用,, 它是促使宇宙膨脹時在自身引力下形成特定結(jié)構(gòu)的首要物質(zhì)類型。 暗物質(zhì)播下了宇宙絲狀結(jié)構(gòu)的種子,, 隨后可見物質(zhì)才聚集在一些由暗物質(zhì)建立起來的引力點上,,并最終形成了星系。 ——暗物質(zhì)對生命來說是絕不可少的,。 假如沒有暗物質(zhì)的引力作用,, 在宇宙大爆炸后的膨脹過程中,將永遠無法坍縮形成我們所在的銀河系,。 那樣的話,現(xiàn)在既沒有太陽,,也沒有地球,,更沒有我你…… “悟空”什么樣? 大小長,、寬,、高分別為1.5米、1.5米,、1.2米,, 僅一張辦公桌大小而已; 輕重整體質(zhì)量為1.85噸,,有效載荷質(zhì)量為1.4噸,。 功能由4個科學探測有效載荷組成,, 共同構(gòu)成一個高能粒子探測器望遠鏡。 4個探測器由上到下摞在一起,,就像一個四層“大蛋糕”,, 它們聯(lián)合執(zhí)行任務,又各司其職,, 可以高精度地測量入射粒子的種類,、方向、能量和電荷,。 每天將傳回數(shù)據(jù)量約16G,, 地面100余人的科學家團隊將展開分析研究這些數(shù)據(jù)。 “悟空”在500公里太陽同步軌道上運行,。 它的壽命3年以上,; 優(yōu)勢:它是迄今為止觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的空間探測器,。 思考和感想: 茫茫宇宙,,太多驚奇與驚喜。 破解宇宙之謎,,無疑對人類的生存發(fā)展具有重大的意義,。 但是,著迷于基礎科學的研究,,靠的是志趣,、淡定與毅力, 著眼于人類共同的利益,。 如果懷揣一顆功利的心,,肯定出不了什么好成績。 世界上,,宇宙中,,太多未知。 探究自然之謎,,除了采用先進的科技,,還要具備經(jīng)濟實力, 還要靠普及科學知識,,引導青少年獻身于自然科學的研究,; 因為一個重大的自然之謎的破解, 往往靠一代甚至幾代人的共同努力,。 培養(yǎng)探究自然的興趣吧,,努力解開宇宙的奧秘。 在沉醉于自然奧秘的研究中,會幸福無比…… 作者:追夢1979 2015年12月19日 |
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