17日上午8時，被命名為“悟空”的暗物質粒子探測衛星送入太空。這枚1．9噸重的衛星是我國科學衛星系列的首發星，有望探測到暗物質湮滅或衰變的證據。

　　據報道，“悟空”將在頭兩年對全天掃描，之後根據探測結果，對暗物質最可能出現的區域定向觀測。首批科學成果有望在衛星發射6個月至1年後發佈。

　　在“悟空”即將發射之際，暗物質衛星首席科學家、紫金山天文臺副臺長常進在酒泉衛星發射基地接受新華社中國特稿社的專訪，詳細解答了如何到太空探測暗物質以及暗物質衛星的相關問題。

　　要找的“人”，還不知長什麼樣

　　現有基本的物理知識無法解釋暗物質，一旦找到暗物質，將會帶來物理學的革命性突破

　　記者：天文觀測證據已經基本上肯定有暗物質的存在，我們現在發射暗物質衛星，是為了進一步證明暗物質的存在，還是要弄清它的性質？

　　常進：是為了弄清它的性質。我們知道宇宙中有一些不發光的物質，但這些不發光的物質是什麼，現在並不清楚。天文學家發現，銀河系裏成千上萬顆恒星的實際觀測速度要大於理論上的速度。太陽的速度理論上是每秒160千米，但是現在觀測太陽的速度大概每秒240千米。如果不存在暗物質的話，太陽系就應該處於銀河系的更週邊，而不是現在這個位置。

　　記者：暗物質究竟是怎麼産生的？為什麼會有暗物質？

　　常進：暗物質産生於宇宙大爆炸。至於為什麼會有暗物質，目前還不清楚。這也是暗物質探測這麼熱門的原因，因為現有基本的物理知識無法解釋暗物質。一旦找到暗物質，將會帶來物理學的革命性突破。

　　記者：自上世紀30年代初，科學家就發現存在暗物質，經過這麼多年的研究，還是沒有探測到暗物質的明確證據。是因為找的方法不對，還是因為儀器不夠靈敏？

　　常進：是因為在理論上，我們根本就沒弄清楚它究竟是什麼東西。如果理論上知道它是什麼，我們就很容易找到它。打個比方來説，我們要去找一個人，只知道這個人可能存在，但這個人穿什麼衣服，長什麼樣子，我們根本不清楚。只能通過排除法，從一些可疑的跡象去篩選。

　　記者：科學家在尋找暗物質的過程中已經排除了一些候選者。我們的衛星要找的，是否就是最多人研究的弱相互作用大品質粒子？

　　常進：我們的衛星可以尋找弱相互作用大品質粒子。暗物質的模型太多了，但是討論最為廣泛的一個模型是弱相互作用大品質粒子。在許多新物理理論中，可以自然地引入這樣的粒子。但暗物質究竟是不是這樣的粒子，我們還不清楚。目前還有一些其他的理論模型，比如軸子、惰性中微子，或者更大品質的很奇異的粒子。

　　記者：誰都不知道暗物質到底是什麼，卻要尋找它，這樣的尋找需要運氣嗎？

　　常進：搞科學不是靠運氣，但是具體發現什麼，確實有一些運氣的成份在裏面。我們不確定暗物質是什麼，連基本的物理性質都沒有弄清楚，這是最主要的不確定性。我們已經知道暗物質壽命長、不發光、不與其他物質相互作用。我們只能根據一些疑似跡象，比如伽馬射線超出、高能電子異常、反質子能譜異常等來設計探測器，但是有很多不確定性。

　　通過“兒子”認識“爸爸”

　　如果能夠觀測到暗物質湮滅或衰變的産物，就能得到暗物質的品質和其他一些物理性質，以及空間的分佈等資訊

　　記者：到太空去尋找暗物質粒子湮滅或衰變的産物，有人把這樣的産物比喻成暗物質的兒子，那麼認識一個人的兒子就能反推出他爸爸的性質嗎？

　　常進：從兒子可以得到他爸爸的一些性質，不可能得到他爸爸的全部性質，只能一步步推。如果能夠觀測到暗物質湮滅或衰變的産物，那麼暗物質的品質和其他一些物理性質，以及在空間的分佈等資訊，都可以得到。

　　記者：暗物質粒子湮滅或衰變後的産物，就變成了普通物質粒子，是不是普通物質都是由暗物質變來的呢？

　　常進：現在有一些科學家從事這方面的研究。一般認為，普通物質和暗物質都是在宇宙大爆炸中同時産生的。因為暗物質的反應率這麼低，可以很自然地估計，現有的物質不可能全是暗物質産生的。

　　記者：暗物質的湮滅經常發生嗎？

　　常進：如果暗物質真的相互間發生湮滅，那麼它每時每刻都在發生。但湮滅率太低，人類很難探測到相應的産物。

　　記者：我們的衛星就是探測附近發生的湮滅嗎？

　　常進：如果湮滅産生伽馬射線，那麼我們可以探測非常遙遠的宇宙空間；如果是高能電子，那就只能探測太陽系的附近區域，因為高

　　能電子的傳播距離不能太長。但要注意，這裡所説的“附近”，實際上指的也是3億億千米這樣的距離。

　　記者：現在研究暗物質主要通過在加速器上“製造”，在地下直接觀測，以及到太空間接觀測3種方法。這3種方法之間是什麼關係？也會互相印證嗎？

　　常進：這3種方法互為補充，可以互相印證。如果我們在天上找到一種暗物質粒子，它的品質超過現有加速器的能量上限，那麼加速器的能量就必須再提高。同樣，如果我們把暗物質的品質弄清楚了，也會指導地下的直接探測實驗去修改他們的方案。比如，清華大學、上海交大目前致力於尋找低品質的暗物質粒子，國際上一些科研團隊主要探測大品質的暗物質粒子。如果我們準確知道了暗物質粒子的品質，那地下實驗的目標就會變得比較明確。

　　記者：只要有湮滅我們就能發現嗎？

　　常進：不一定能發現，必須要積累到一定的量以後才能發現。這跟儀器的靈敏度有關係，儀器靈敏度越高，就能發現越微弱的湮滅。我們的暗物質衛星即使找不到，也不代表這種方法未來找不到。天下武功唯快不破，做物理就是越靈敏，才越有可能有發現。

　　打開新窗口，然後拭目以待

　　這個探測器本身就是一個望遠鏡，必然會有新奇的現象，但能不能逮到暗物質，目前我們還不清楚

　　記者：對於這次發射的暗物質衛星有什麼期待？

　　常進：我現在期待它工作正常就行了。只要衛星工作正常，就為我們打開了一扇新的窗口，陽光就會照進這個窗口來。

　　如果指望暗物質衛星一下子就能把暗物質準確找到，這個期望太高了。我們這顆暗物質衛星，只是瞄準暗物質可能産生的一種現象，也就是暗物質粒子湮滅或者衰變的時候，它會産生的一些高能粒子，這叫間接法。至於間接法能不能找到暗物質，我現在也無法告訴你。我可以告訴你的是，儘管暗物質粒子探測器最主要的目標是去找暗物質，但這個探測器本身就是一個望遠鏡，一旦打開這扇新的窗戶，必然會看見好多新奇的現象。究竟這個新奇的現象是逮到了暗物質，還是其他的一些新的天文、物理現象，我們還不清楚。對我們天文學家來説，最重要的是要做一個可靠的儀器，高解析度的儀器，這樣我們打開的這扇窗就不會是模模糊糊的，會看到一些很清晰的物理構成和物理現象，這是最關鍵的。

　　在暗物質這種前沿問題上，它的基本物理性質還沒有弄清楚，誰都不能保證百分之百一定就能找到暗物質。這就是暗物質研究在國際上這麼熱，但是到目前為止還沒有什麼新的進步的原因。目前為止我們弄清楚的一點，就是高能電子有異常。這種異常究竟是不是來自於暗物質，我們不清楚，但我們這顆暗物質粒子探測器也不是盲人摸象，而是因為確實發現了異常，我們才要做出一個這樣的探測器，打開一扇新的窗口，去看看究竟是怎樣的現象。弄清楚了這個異常，就是一個很大的成果。

　　 認定暗物質，理論物理學家説了算

　　我們現在的宇宙探索，只有弄清暗物質的物理本質以後，才能説它對未來産生什麼作用

　　記者：究竟觀測到了什麼就表明是暗物質？

　　常進：實際上我們也不是很清楚，我們作為觀測學家，或者實驗物理學家，只能説把這個儀器做好，它發現的任何東西對我來講都是很新奇的。但是判斷暗物質，要由全世界的理論物理學家説了算，理論物理學家都認為它是暗物質，那麼就是暗物質。我們會發佈對伽馬射線、宇宙線的高精度測量結果。實際上，伽馬射線譜線、高能電子能譜、高能正電子能譜，伽馬射線空間分佈等，都可以用來研究暗物質。

　　記者：暗物質衛星還可以探測宇宙線，伽馬射線，這些又能解答什麼問題？

　　常進：本來它就是一個宇宙線望遠鏡，除了暗物質外，它還可以找到宇宙線和伽馬射線。我們可以去研究宇宙線的起源、傳播和加速。宇宙線發現了將近100年，但是宇宙線的物理起源，人類到現在也沒有弄清楚，這是很奇怪的。

　　記者：暗物質粒子湮滅産生的能量，以及宇宙線，如果我們將來對它們研究清楚了，是否可以加以利用？

　　常進：首先要弄清它的物理性質，至於未來它有什麼樣的用處，現在還不好説。量子物理剛發現時，人們認為這一點用處都沒有，但是現在什麼都跟量子物理有關係。我們現在的宇宙探索，只有弄清暗物質的物理本質以後，才能説它對未來産生什麼作用，但是物理的進步會導致科技的進步，這是百分之百肯定的。

　　記者：有的專家説現在已經在發現暗物質的邊緣，丁肇中先生有一次接受採訪説，還有5到10年就能發現暗物質，你認為還要多長時間才能發現暗物質？

　　常進：我認為要確定性的發現暗物質，需要全世界相關科學家的共同努力，準確時間難以預計。

　　（據新華社）