范瑜

在刚刚过去的2017年里，科学界最后的大新闻应该就是“悟空”了：暗物质粒子探测卫星“悟空”工程团队在《自然》杂志上发表论文，宣布“悟空”获得了世界上最精确的高能电子宇宙线能谱。

一般人听到这么大串专业术语，应该是一脸茫然的表情。电子？宇宙？什么高能？怎么就高能了？事实上，能谱就是宇宙中各种速度电子的能量曲线。平时这曲线很平滑稳定，但有时也会“突变”，某一个速度的电子数量增多，这就异常了。通常这种异常非常微弱，很容易被宇宙射线背景信号淹没，但还是被性能杰出的“悟空”探测到了。

问题又来了。为什么要探测异常？因为这种电子能谱异常，很可能是暗物质粒子碰撞湮灭时产生高能电子形成的。而暗物质，正是近百年来科学家们心心念念的神秘存在，是如今科学界最大谜团之一。

所谓暗物质，是相对于我们常说的可见物质、普通物質而言，指宇宙中无法被人类直接看见或者观测到的物质。它不跟光波发生作用，对各种光作用无动于衷。历史上，许多科学界大人物如开尔文、庞加莱，都猜想过“暗物质”的存在，但真正让它浮出水面的，还得归功于爱因斯坦。1915年，爱因斯坦提出广义相对论，推论得到：宇宙物质的平均密度必须达到5×10-30克/立方厘米才能保持稳定。然而，后人观测发现，宇宙物质密度远远小于这个理论值。

怎么会这样呢？1932年，荷兰天文学家扬·奥尔特给出了自己的设想，即银河系中存在大量暗物质；第二年，瑞士天文学家兹威基进一步验证，推算出星系团平均质量与观测亮度相差160倍，因而推导出星系团里绝大部分物质都是看不见的。……