中国科学技术大学校长履新!他提出的“悟空”号实现了我国天文卫星零的突破

教育   2024-10-11 16:53   上海  




日前,中央批准:常进同志任中国科学技术大学校长、党委副书记;包信和同志不再担任中国科学技术大学校长职务。10月11日,中国科学技术大学召开教师干部会议。中央组织部副部长彭金辉同志到会宣布中央决定并讲话,中国科学院副院长、党组成员周琪同志,安徽省委常委、组织部部长丁向群同志出席会议并讲话。中国科学技术大学党委书记舒歌群同志主持会议。



常进,1966年5月出生,研究生,理学博士,中共党员,第二十届中央候补委员,研究员、中国科学院院士。曾任中国科学院副院长、党组成员。


常进院士提出的暗物质粒子探测卫星“悟空”号于2015年顺利发射,实现了我国天文卫星零的突破。墨子沙龙曾有幸两度邀请到常院士,为我们做关于空间探测暗物质粒子的报告。让我们一起跟随报告内容,了解“悟空”号如何在太空中用“火眼金睛”拨开暗物质的乌云,揭开暗物质粒子探测的神秘面纱。


01 墨子也是一个天文学家


我研究了一下墨子,墨子也是一个天文学家。他提出的宇宙观和我们近代的天文学家比较一致。他认为宇宙是一个连续的整体,我们以为星星、月亮都是分离的,单独的个体,但实际宇宙是一个连续的整体,个体或局部都是宇宙这个统一整体的组成部分。


▲ 墨子(来源:wikipedia)


墨子把时间定义为“久”,空间定义为“宇”,现代宇宙的构成中,最新的宇宙观叫宇宙网,宇宙由网状的结构组成的,每一个网都是由暗物质构成的,网内交接的地方节点就是星系和星系团。这些节点是大质量的物质,每一个星系团之间都有暗物质把它们连在一起,所以实际上宇宙连续的,和墨子两千多年前提出的概念基本是吻合的,他是一个伟大的天文学家。我来自于中国科大,科大的钱临照校长有一篇文章:《古代中国物理学成就》,里面提到墨子第一次提出了针孔成像的原理,用六十个字就把光是由直线传播这个简单的原理说的清清楚楚。


02 什么是暗物质?


如果用天文的方式做人口普查,即晚上用卫星观测,越亮的地方人住的越多。比如日本、中国、欧洲、美国,基本是吻合的。但我们将目光投向南朝鲜和中国丹东,发现那里黑漆漆的一片。但是我们白天去丹东口岸的时候,可以看到每天向朝鲜运送大量的粮食、物资。实际上这里是存在着人类,但是晚上我们观测不到,只有白天才看的到。

▲ 夜间地球(来源:NASA)


什么是暗物质?所谓暗物质,是一种不发光、不发出电磁波、也无法用任何光学或电磁观测设备直接“看”到的物质。科学家估算,宇宙中包含了5%的普通物质,它们组成了包括地球在内的星系、恒星、行星等发光和反光物质,而其余的95%则是看不见的暗物质和暗能量。


03 “悟空”号的“火眼金睛”在找什么?


2015年12月17日 8时12分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将名为“悟空”的暗物质粒子探测卫星送入太空。这是人类在探索宇宙核心秘密进程中迈出的又一重要步伐。


▲ “悟空”号卫星示意图(来源:中国科学院)


发射“悟空”的目的在于搞清暗物质的性质。现在已经知道暗物质寿命长、不发光、不与其他物质相互作用,这些东西到底是什么?暗物质的模型太多了,一个讨论最为广泛的模型是弱相互作用大质量粒子(WIMP),在许多新物理模型中可以自然地引入这样的粒子。但是暗物质究竟是不是这样的粒子还不清楚。目前还有一些其他的理论模型,像轴子、惰性中微子,或者是更大质量的很奇异的粒子。希望“悟空”的“火眼金睛”能够给我们一个答案。


04 暗物质怎么找?


暗物质本身如此神秘、捉摸不透,科学家们想到曲线救国,通过寻找暗物质粒子湮灭或衰变的产物来研究暗物质。如果能够观测到产物,那么暗物质的质量和其他一些物理性质,以及在空间的分布等信息都可以得到。


但具体的过程也有相当的难度,首先是暗物质的湮灭率很低,其次是不一定能被发现,必须要积累到一定的量以后才行。这跟仪器的灵敏度有关系,仪器灵敏度越高,就能发现越微弱的湮灭。即使“悟空”找不到,随着仪器的更新迭代,可能未来其它的暗物质卫星能够完成。


▲ 暗物质



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