黑暗物质,什么是暗物质,暗物质就在你身后(2)

1998年，来自美国芝加哥大学、密歇根大学和欧洲核子研究中心的三位科学家发表了一篇论文，标题是《巨型弱相互作用大质量粒子》。这篇论文提出，空间中可能充满了具有超大质量的粒子，它们的质量是质子的至少1万亿倍。提出这一粒子是为了解释暗物质。暗物质是宇宙中不可见的神秘成分，天文学家相信，它们占据了宇宙物质组成的绝大部分。

对星系运动和星系团中星系的观测给出了暗物质存在的最有力证据。如果宇宙中仅存在普通物质，那么星系和星系团在很久以前就会分崩离析——它们没有足够的质量，因此也就没有足够的引力来维系自己。于是，必定存在大量的暗物质。我们的最佳估计表明，暗物质占据了宇宙物质组成的85%至90%。但是，它们主要通过引力——最微弱的基本作用力——发生相互作用，使得它们难以被探测到。

 

 

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理论和观测告诉我们这些物质会是什么样子。受青睐的一类候选粒子被称为弱相互作用大质量粒子。理论上我们有理由相信它们的存在，例如，在宇宙早期产生这些粒子的假设能够被我们对宇宙的观测证实，其作用与天文观测的结果相符。这正是它们至今仍是暗物质搜寻的重心的原因。不过，虽然已经有了这些诱人的暗示，但始终还是没有确切证据。

 

 

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例如，由暗物质大碘化钠容量罕见过程搜寻（DAMA/LIBRA）实验获得的结果。在意大利格兰萨索国家实验室，这个实验已经运行了近20年。它使用一组碘化钠晶体阵作为标靶，当有弱相互作用大质量粒子撞击它时，就会发出一道微弱的光线。每年6月，它的信号都会出现一个奇怪的峰值。如果地球在绕太阳运动的过程中定期穿过一片弱相互作用大质量粒子的海洋，就会看到这种现象。这个信号的强度远高于探测器的噪音水平，让一些物理学家兴奋不已。更重要的是，另一个被称为相干锗中微子技术（CoGENT）的实验也观测到了类似的年度变化，不过后者的结果在统计上并不显著。