暗物质研究,无疑是当今物理学最引人瞩目的“未解谜题”之一,备受全球科学界关注。
这一探索的源头,其实可以追溯到上世纪30年代。当时美国天体物理学家弗里茨·兹威基在观测星系团时,发现了一个令人费解的现象——仅靠可见恒星的引力,根本不足以束缚那些高速运动的星系。他由此大胆推断:宇宙中存在着大量不发光的暗物质。然而,这一猜想在当时被视为孤立现象,并未获得广泛关注。
直到上世纪70年代,科学家开始系统地测量星系的旋转曲线——通俗地讲,就是测一测不同距离上恒星的旋转速度。按照牛顿万有引力理论,星系边缘的天体离中心越远,受到的引力越小,旋转速度本应随之下降。但实际观测结果却出人意料:速度基本保持恒定。那么,暗物质最终是如何被证实的呢?科学家提出了暗物质晕模型:假设存在一种不可见的暗物质,呈球形包裹住整个星系,其总质量远超所有可见物质的总和,由此提供了巨大的额外引力,维持着天体以恒定速度运行。随着观测数据的不断积累与完善,到上世纪80年代初,暗物质的存在最终成为学界的普遍共识。此后,大量实验在全球范围内展开,试图捕捉各种类型的暗物质,但至今仍未取得突破。
不过,2026年初的一项新突破,似乎为探测轻质量暗物质打开了一扇新窗口——这便是对米格达尔效应的直接观测。从粒子物理的角度来看,暗物质既不参与强相互作用,也不参与电磁相互作用,简而言之,既不发光也不发生强核反应,因此极难被直接捕获。而米格达尔效应的价值,正在于它能够捕捉到轻质量暗物质碰撞后产生的极微弱信号,从而突破了传统探测设备的技术瓶颈,为轻质量暗物质的探测开辟了一条技术上可行的新路径。该研究由中国科学院大学副校长、物理科学学院教授郑阳恒主导。
那么,人类距离真正揭开暗物质的神秘面纱,究竟还有多远?本期《锚点》,对话郑阳恒教授,东方卫视6月3日22点播出。
编辑: 王易帆
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