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“暗物质的发现比上帝粒子更重要”

   

■ 中科院理论物理研究所研究员李淼科普暗物质

  加拿大SNO地下实验室  (地下2000米,2008年建成)

  意大利GRAN SASSO 地下实验室  (地下1700米,1987年建)

  中国锦屏极深地下暗物质实验室实验厅  (地下2400米,2010年投入使用)

  全球主要地下实验室分布图。  制图 郁斐

  什么是暗物质?它的发现将有什么重要意义?与“上帝粒子”的发现相比,暗物质发现更重要吗?带着这些问题,早报记者采访了中科院理论物理研究所研究员李淼。

  东方早报:暗物质与暗能量是一回事情吗?

  李淼:暗物质有点像物质粒子,只是不发光而已;暗能量根本就不是粒子。暗能量这个概念相对年轻些,形成只有10年。暗物质这个概念就很老了,可以追溯到1933年,那一年天文学家Zwicky发现一个星系团中的星系速度比预期的要大,根据牛顿万有引力定律,意味着星系之间还有很多我们没有看到的物质,当时叫丢失了的物质。

  东方早报:黑洞是暗物质吗?

  李淼:黑洞与死掉的恒星都是存在的,但是天文学家通过观测,通过微引力透镜的手段观测到,所有死掉的恒星和黑洞,它们的质量加起来,不足以解释暗物质。因为暗物质占宇宙质量的25%(外电报道称是23%),恒星和黑洞质量加起来远远不到这个量。

  东方早报:人会被一堵墙挡住,太空飞船在太空飞行时会被暗物质挡住吗?

  李淼:不会。暗物质为什么会有那么大的质量呢?暗物质跟普通物质的相互作用很弱,但这并不代表没有质量。暗物质与其他物质伴生,有物质的地方就有暗物质,但分布得更广。比如说,在有恒星、星系的地方一定有暗物质,但暗物质要比这些星系占的空间大许多,所以暗物质的质量比星系质量大。

  东方早报:报道中称,WIMP只是暗物质的一个候选体,什么叫候选体?

  李淼:暗物质有很多种可能性,只要有质量不发光就行,最早的可能性是死掉的恒星或黑洞,但这种可能性被天文学研究所排除,粒子的可能性更大,如果是粒子的话,就有几种可能性,一种极弱相互作用,也可能是一种特别的中微子。如果极弱相互作用,正负电子对会反常,其他中微子不会有这样的效果。

  东方早报:如果暗物质真的被发现,有应用价值吗?

  李淼:应用价值暂时谈不上,但起码解决了一个多年的谜题。通过万有引力很难解释一些物理现象,太阳系或者银河系为何能维持现在的状态,光靠可见物质的引力是无法解释的,但在暗物质的假设模型里就可以解释。

  东方早报:暗物质如果被发现,会动摇量子理论和相对论吗?

  李淼:它不会动摇20世纪的量子理论和相对论,还是在这个框架内解释。

  东方早报:去年科学家发现了“上帝粒子”,如果这次的发现最后被证实是暗物质,两个发现哪个更重要?

  李淼:这个发现要比“上帝粒子”发现更重要。如果没有上帝粒子,我们的粒子标准模型就是不完备的。但是如果没有暗物质,粒子标准模型也是完备的,只是天文学家和宇宙学家会困惑。如果丁肇中团队的发现被确认,这肯定是这几十年来的重要科学发现。

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