“悟空” 升空
2015年12月17日,暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,它可以直接在宇宙中接收大量宇宙中的粒子,为暗物质以及宇宙线等研究提供数据。原本计划在宇宙中服役三年的“悟空”,由于工作状态良好,已经被两次延长工作寿命。
而今,它已经运行六年之久。这期间,“悟空”已经帮助科学家们收集到超过100亿个源于宇宙中粒子的数据,并通过这些数据三次描绘出暗物质可能产生的部分粒子的分布情况,这也标志着我国在空间高能粒子探测方面已跻身世界前列。
暗物质是什么?
20世纪30年代初,科学家发现“在星系团中看得见的星系占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的”。从这时起,天文学家就从观测中陆续找到了一些证据,暗示字宙中物质的质量远远大于所有可见物质的总和。
银河系里许多恒星运动的速度大于预期,如果没有一些东西施加额外的引力,银河系会被甩得分崩离析。天文学家发现星系团之类的庞大天体能够弯曲星光,星系团的质量远远超出其中发光物质的总和。
于是,天文学家假设宇宙中存在一类看不见的神秘物质,称它们为暗物质。
如何寻找宇宙中神秘的暗物质?
暗物质,人类知道它的存在,却不知道它究竟是什么。科学家想到,可以通过探测暗物质碰撞后产生的粒子来寻找暗物质的蛛丝马迹,就如同我们可以观察动物留下的脚印,通过脚印的形状、深浅等信息来判断动物的种类一样。而暗物质的“脚印”则可能是很多高能粒子,比如质子、正负电子等。
但宇宙中的粒子种类繁多,它们的能量也有高低之分,比如太阳光中的光子能量较低,很难穿透纸板,但X射线中的粒子具有较高能量,可以穿透人体。如何分辨这些粒子的种类、能量大小以及来源方向是探测器的一大难题。而“悟空”辨认这些粒子能力在世界上首屈一指。
“悟空” 火眼金睛
宇宙中有极高能量的粒子从四面八方射向地球,如何捕获这些高能粒子所携带的信息呢。“悟空”的四种核心探测器能辨认出进入探测器的究竟是哪种粒子,具有多少能量,并识别粒子的来源方向等各种信息。“悟空”的“火眼金睛”名副其实,它与地面上的其他大科学装置共同为科学家们提供宇宙的各种信息,帮助我们揭开宇宙的秘密。
在“悟空”服役的6年多时间里,它收集了无数宇宙线粒子的信息,将宇宙线在空间中的能量分布情况精确地描绘出来,从而探寻暗物质存在的证据。同时,悟空号采集到的数据也对揭示宇宙线为何有如此高的能量、黑洞研究等有很大帮助,帮助我们进一步了解宇宙起源、演化等终极问题。
透视新科技
《宇宙中的火眼金睛》
播出时间:12月4日 19:31
监制 / 田龙 主编 /刘铭 王志存
编辑 / 田楚韵 杨力 赵鑫娆(实习)
联系客服