就在刚刚，中科院暗物质粒子探测卫星“悟空”最新探测成果公布：科研人员成功获得了目前世界上最精确的高能电子宇宙线能谱，而悟空探测到的1.4万亿电子伏左右的粒子，有可能就是人们长期以来寻找的暗物质！

　　据中国科学院公布，暗物质粒子探测卫星“悟空”有充分数据证实，在太空中测量到了电子宇宙射线的一处异常波动。这一波动此前从未被观测到，意味着中国科学家取得一项开创性发现，且有可能与暗物质相关。该成果于北京时间30日由国际权威学术期刊《自然》在线发表。

　　“悟空”首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进介绍，电子宇宙射线的正常能谱变化应该是一条平滑曲线，但根据“悟空”观测数据，在1.4万亿电子伏特（TeV）的超高能谱段突然出现剧烈波动，呈现一个“尖峰”。这表明，此处必然有一个全新的物理现象。

　　这一现象是否就是科学家苦苦追寻的暗物质踪迹？常进表示，根据现有的探测数据量和理论模型，目前还无法做出断定。但这一疑似暗物质的踪迹，是近年来科学家离暗物质最近的一次重大发现，也将打开人类观测宇宙的一扇新窗口。

　　“‘悟空’的最新发现，是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说，如果后续研究证实这一发现与暗物质相关，将是一项具有划时代意义的科学成果，即便与暗物质无关，也可能带来对现有科学理论的突破。

　　当前主流科学界认为，人类已经发现的物质只占宇宙总物质量不足5%，剩余部分由暗物质和暗能量等构成。由于暗物质无法被直接观测，与物质相互作用也很弱，人类至今对它知之甚少。揭开暗物质之谜，被认为是继哥白尼的日心说、牛顿的万有引力定律、爱因斯坦的相对论、量子力学之后，人类认识自然规律的又一次重大飞跃。

　　那这次，“悟空”究竟找到了暗物质吗？如果找到的是暗物质粒子，对人类而言有什么用？万一找到的不是暗物质，意义何在？

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　　找到暗物质了吗？

　　“悟空”首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进表示，首批成果中最令人兴奋的是发现了100多个“奇异”电子，随着电子数量的进一步积累，才能进一步提高该发现的置信度，为人类打开新的观测宇宙窗口。

　　中科院院士吴岳良分析，从目前数据分析看，这些“奇异”电子信号可能有两个来源，要么来自暗物质湮灭，要么来自超新星遗迹或是脉冲星。“从目前来看，来自前者的可能性似乎更有说服力。”

　　一旦国际科学界进一步认可其来自暗物质起源，人类就可以根据“悟空”的探测结果获知暗物质粒子的质量、湮灭率，以及太阳系附近的暗物质团块分布等信息，这些都是以前无法得到的。

　　“Maybe，maybe，YES，”《自然》中国区科学总监印格致（Ed　Gerstner）则从另一角度阐述科学发现与公众认识之间的“距离”：“每一次发现新的信号，科学界都会为之震动，公众则会反复追问：找到暗物质了吗？科学家却只能回答：可能吧。在前沿科学研究领域，这样的对话可能会延续很多很多年，直到多个方向的研究成果反复互证，科学家们才会最终宣布：是的！我们找到了！”

　　在11月27日举行的首批科学成果发布会上，媒体一直在追问常进何时能找到暗物质。对此，常进表示：“我目前的工作是做好卫星数据的搜集与分析工作。确认找到暗物质，一定是个漫长的过程，需全球科学家协力探索。”

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　　找到暗物质有什么用？

　　暗物质被称为“世纪之谜”。20世纪初，荷兰天文学家奥尔特等多位科学家相继提出，宇宙中存在发光很弱或者不发光的暗物质。

　　暗物质是什么？以何种形式存在？和人类又会产生怎样的联系……谜底的揭开，或许会与牛顿力学、爱因斯坦相对论一样，开启人类新的物理时代。

　　“作为宇宙构成部分中超过25%的存在，怎么可能没有用？”吴岳良院士说，否则何来星系和宇宙结构，何来银河系、太阳系甚至我们人类？

　　中科院院长白春礼说，基础科学从发现到应用往往动辄以百年为计量单位，而这种影响必然是颠覆性的。有了相对论和量子力学，才有了航天、半导体和互联网。作为当今世界最前沿的科学话题，相信暗物质发现的作用，不会亚于它们。

　　“对科学的追求，是人类社会不断进步的主要动力。”常进说，暗物质的作用我们现在无从得知，但寻找暗物质的工作每天都在影响我和我的团队成员。也许再过100年，我们的后代日常生活都离不开暗物质突破后产生的新的理论。

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　　不是暗物质也很重要？

　　对于常进而言，他目前最关心的是，接下来“悟空”所捕捉到的这些“奇异”电子信号是否还会持续增加；一年后，能否达到科学发现所要求的精度。

　　“无论是不是暗物质，都将是一个重要的新现象。”常进表示。

　　长期以来，科学界普遍认为在1.4TeV以上的高能段是一片“沙漠”，但“悟空”正在进行的工作有望证明，这里其实“风光旖旎”。“物理学界现有的理论模型远不能解释关于宇宙的所有疑问，期待‘悟空’能够破旧立新。”暗物质卫星科学应用系统副总师范一中说。

　　白春礼则认为，如果研究最终确定发现了新粒子，是暗物质，这无疑非常重要。但如果不是暗物质，也意义重大。“耗资100亿美元建造的欧洲核子对撞机撞出一个上帝粒子，验证了理论学家的预测，使其得到了诺贝尔奖。而我们如果用不到1亿美元就找到新粒子，意义更加非凡。”

　　延伸阅读

　　首批科学成果的三宗“最”

　　中国暗物质粒子探测卫星“悟空”于北京时间30日正式公布首批重要科学成果。这只来自中国的“顽猴”出手不凡，仅两年的观测结果就发现了前所未有的现象，或有望揭开暗物质的神秘面纱。

　　“悟空”究竟“能”在哪？此次发现是否合乎当初的科研目标？有可能取得的成果将会是何种级别……暗物质卫星科研团队为公众分析首批科学成果的三宗“最”。  

　　最“经济适用”的卫星

　　花费小、本领大，看得清、测得准。谈到2015年底发射的暗物质卫星“悟空”，专家一致给予“性价比”很高的评价。

　　天文学家发现，银河系外围恒星围绕银河系中心旋转的速度“太快”，因此，在银河系中除了可见物质之外，一定还有其他看不见的物质，他们合在一起的引力“拉着”这些天体，使其不至于由于速度过高而飞离银河系。为此所做的计算表明，这些看不见的物质总量是普通物质的5倍以上，它们就是“暗物质”。

　　“悟空”在太空中的任务，就是通过间接方法，捕捉暗物质湮灭、衰变的蛛丝马迹。在这一方面，造价数亿至数十亿美元的费米卫星、阿尔法磁谱仪目标类似，但“悟空”项目耗资不到1亿美元，堪称“经济适用”的典范。

　　虽然花钱少，但本领一点不打折。卫星首席科学家常进介绍，“悟空”在同类设备中拥有工作能段最高、能量分辨率最高、粒子鉴别本领最强3项“绝技”。

　　“‘悟空’具有百万选一不出错、同时看100万倍能量范围的能力。说‘火眼金睛’一点也不为过。”常进说。  

　　最“意外”的发现

　　“悟空”降妖伏魔，源于两次“意外”。

　　1997年，美国宇航局在南极开展南极长周期气球项目ATIC，主要目标是观测高能宇宙射线，电子、伽马射线本不在观测之列。

　　“这是个机会！”常进意识到，美国选择的南极，是地球上观测高能电子独一无二的窗口。他一遍遍给南极项目负责人发邮件，阐述自己的观测构想。

　　经过一年多验算、证明，这一最初被认为“疯狂”的计划最终得到支持。此后7年，常进3次参与南极观测，在3000多万个宇宙线粒子里成功找到210个超出正常能谱的高能电子。2008年，以常进为第一作者的论文在《自然》杂志发表。在文中，常进论述了电子“超出”可能来自暗物质湮灭，“搭便车”的研究最终获得了国际瞩目的成就。

　　第二次“意外”出现在“悟空”上天后。卫星科学应用系统副总师范一中说，本来所有的注意力都放在以前实验结果中的“超出”能段，谁也没想到，在更高的1.4TeV能量处，会再发现异于正常能谱的“奇异”电子。

　　“这可能会是‘悟空号’最重要的发现。科学就是这样，无心插柳、种瓜得豆，你永远不知道下一秒会有什么惊喜。”范一中说。  

　　最令人期待的成果

　　“从未预想的成果”“激动人心的发现”……对于此次公布的“悟空”成果，《自然》中国区总监印格致毫不吝惜地给予了极高评价。

　　虽然目前积累的粒子数量还不足以确证“发现”，“悟空”在1.4TeV处捕捉的“奇异”电子，依然引起了物理学者的强烈关注。

　　2013年，欧洲核子中心确认发现被誉为“上帝粒子”的希格斯玻色子。物理学标准模型61种基本粒子的最后一块拼图归位。但这并不是宇宙的最终答案。

　　功德圆满的模型如果不能突破，也意味着对宇宙新知的探索即将步入一片沙漠。

　　范一中说，1.4TeV能量处的“奇异”电子信号如果得到确认，将超出常规天文模型的解释范畴，要么来自暗物质湮灭，要么来自宇宙中某种奇特的“新型加速器”。

　　“现在看来，最有可能的解释是来源于暗物质。”中科院院士吴岳良说。

　　“粒子物理领域已经进入下半场，希望‘悟空’能够得分。按照目前的进度，我们的第二批科学成果预计将在明年底发表。”常进说。