神秘的暗物質

【新生4月8日訊】早在二十世紀三十年代，天文學家就發現，為了使宇宙中的星系團能夠高速運動，並且不發生崩潰，它們所擁有的質量必須比科學家們實際所觀測到的質量大得多。為了解釋這一現象，天文學家提出了暗物質的理論。

暗物質是由一些微小的，並且不可見的基本粒子構成的。這些粒子與其它物質之間有非常弱的相互作用，它們自身有一定的質量，所以又被稱作“弱相互作用有質量粒子”( WIMPS， weakly interacting massive particle )。天文學家們普遍相信星系團的主體是由這些探測不到，但又具有質量的暗物質構成的，這也就是為什麼所探測到的質量，比星系團真正應該擁有的質量小得多的原因。暗物質不僅僅存在於遙遠的星系團中，而且彌漫在我們整個的生存空間。在二十世紀，科學家們估計暗物質的質量占整個宇宙的80%-95%之間，但精確的數字一直在爭論之中。2001年9月6日，一個在英國劍橋大學的科研小組在美國華盛頓特區的新聞發布會上公布了他們的最新研究結果。

劍橋大學的天文學家們，利用美國航空航天局(NASA)設於大氣層外宇宙空間的錢德勒X-射線觀測站( Chandra X-ray Observatory )測量了五個分別在十五億和四十億光年以外的星系團的質量，並且將探測其結果與星系團應該具有的質量進行了比較。據小組負責人，斯蒂文·艾倫博士( Steven Allen )說，他們發現，星系團中所有恒星的質量，和此次所測量到的高溫氣體的質量的總和，只占星系團真正質量的百分之十三。艾倫博士說：“剩下的，必然是以暗物質的形式存在的。”

因為星系團是構成宇宙的主要部份，所以天文學家們認為，暗物質占整個宇宙的百分之八十七左右。正如美國密西根大學的研究人員，喬·伯格曼博士(Joel Bergman )所說，這項最新發現給人們提供了87%這個精確的數字，從而真正解決了長期以來爭論不休的問題。

暗物質的存在給現代科學帶來了挑戰和契機。目前，現代科學主要建立在“實證”的基礎上。實證科學要求在“相同”的條件下所做的實驗應該得到相同的結果，否則得到的實驗結果實證科學往往不予承認。但是要實現“實證”所要求的“相同”條件，就要求實驗者對影響實驗的各種因素事先有充分的了解，這對於一些復雜的系統幾乎是不可能的。宇宙中有大約87%的物質我們根本無法探測，試想如果有些實驗的結果受這些暗物質的制約，而我們對這些制約一無所知，那麼我們怎麼去實現這個“相同”條件？我們怎麼能苛求每次的實驗都能得到相同的結果？這也許就是科學界長期以來對一些“超自然”現象，如特異功能，修煉中的一些神奇現象顯得一籌莫展的原因。如果科學家們能夠放下固有的觀念和偏見，對這些現象不是一概否認，而是認真探索造成這種不能100%重復背後的原因，也許現代科學就能前進一大步。

發稿：2002年4月8日