捕风捉影：暗物质

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这和纪念有啥关系？今天看到报道，哈勃正在向地球掉落，美国宇航局并没有计划阻止其轨道衰减过程，哈勃可能很快会迎来生命终点。下图是宇航员最后一次维修时拍摄的“哈勃”太空望远镜。

回到主题。质量对不上号，要么是你的引力计算公式有问题，要么就得找人来背黑锅。 如果公式有问题，物理学又得推倒重来，这动静可就大发了，于是大家纷纷表示，公式不会错，一致把这黑锅甩给了“暗物质”！一种“只有引力，没有电磁作用”的怪胎。提个醒，光是电磁波，如果暗物质不和电磁波发生作用，意味着这货 “看不见却有引力” 。

令人惊讶的是，很多理论居然变得无比通畅！ 于是大家马上痛打落水狗，把很多解释不通的问题，通通算到暗物质头上， 比如，因为有暗物质的引力在拖后腿，星系团聚集的过程就会受到影响，这和目前观察到的星系团形成规律比较吻合；再比如，按牛顿定律，高速旋转的 星系 ，早应该把外侧星系甩出去了，是暗物质的引力默默维持着星系不散架；还比如，一直遭人诟病的“宇宙背景辐射”也信誓旦旦：“为什么辐射涨落特征是这副德行，就是因为暗物质这个挨千刀的在搞鬼！”

大家相视一笑，对于暗物质，那真是丈母娘看女婿，越看越欢喜 ， 关于暗物质的各种“宇宙模型”纷至沓来 ，然后各种探测暗物质的试验如火如荼开展，一大波人叫嚣道：暗物质，你就快快从了吧！

寻找暗物质

现代人找暗物质，和古人找空气分子如出一辙。 “引力波测量”只是刚出生的婴儿，指望他去收拾暗物质这种老江湖，是肯定指望不上的。

注意，本僧要放大招了： 人类科技里精度最高的测量手段，是对“电子和光”的测量，基本可以探测到单个光子和单个电子。所以，绝大部分实验，无论是引力波、暗物质、量子纠缠，还是微小距离变化什么的，最终都是想办法转化成电子信号或光信号。

• 直接探测

暗物质的探测原理简单到无以复加：当暗物质跟氙原子发生碰撞时，氙原子就会发光，同时产生自由电子。 简而言之，如果静置的液氙无缘无故发出微弱的光子和电子，我们就认为有暗物质。

这个原理和荡千秋一样，秋千最稳定的状态是停在最低点，如果轻推秋千，使之处于有能量的摇摆状态，秋千靠摩擦以热量的方式不断释放能量，慢慢回归最稳定状态。 而在微观世界，能量的释放经常以光子或电子的形式。

强调一下这里的诡异，暗物质不发生电磁作用，意味着可见光、红外线、X光、雷达波等等都无法探测，但这货却实打实与实物粒子发生了碰撞，典型的“看不见却摸得着”，这事在我们这儿俗称“见鬼”。

这套路算比较高端了，暗物质目前连影子都没有，所以不太高端的间接测量也备受热宠。

• 间接测量

为了满足暗物质这种诡异的属性，物理学家费了好大功夫把“暗物质”打扮得花里胡哨。根据这个花里胡哨的模型，两个暗物质湮灭会产生伽马射线或正负粒子对，这样的话，星系晕应该会有大量伽马射线、反质子和正电子。只要把这些东西找齐了，就能间接证明暗物质的存在。

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