宇宙里所有看得见的东西,恒星、行星、气体、尘埃,包括你我,加起来只占物质总量的15%左右。剩下约85%的物质不发光、不吸光、不反射光,望远镜对准它,什么也看不见。科学家管它叫暗物质。这个名字本身就带着点无奈,等于承认了完全看不到它。
看不到,又怎么知道它在那儿?因为它有引力。星系转得太快,光靠可见物质的那点引力根本拉不住,早该散架了;光线经过星系团时弯折的程度,也远超可见质量能解释的水平。一定有大量看不见的东西在暗中出力。这个结论已经立了几十年,但暗物质的真身一直没被当场抓获。
现在,中国科学院的一个团队说,他们可能找到了迄今最直接的证据。
这项研究最近发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。研究者在费米伽马射线空间望远镜(Fermi Gamma-ray Space Telescope)累计15.5年的观测数据里,翻出了一道异常锐利的伽马射线信号。伽马射线是自然界能量最高的光,而这道信号的形态,恰好对上了暗物质主流理论的预言。
这个主流理论认为,暗物质由一种叫弱相互作用大质量粒子(WIMP)的东西构成。这类粒子几乎不与普通物质发生任何相互作用,所以既看不见也摸不着。但一个特性可能让它们暴露:两个WIMP粒子撞在一起会湮灭,炸出一束伽马射线。
关键在于,这束射线的能量由粒子质量决定,是固定值。普通天体过程产生的伽马射线,能量分布得很宽,听感像一片杂音;而粒子湮灭产生的信号会集中在一个能量上,像杂音里突然响起一声纯音。一条纯音很难用寻常的天象解释,却正是理论算出来的暗物质指纹。
论文第一作者、中国科学院的范一中对英国《新科学家》(New Scientist)说:找到这样一条锐利的伽马射线谱线,将是证明暗物质粒子存在的终极“冒烟的枪”。冒烟的枪是刑侦里的说法,枪口还在冒烟,人赃并获,无可抵赖。
不过,这杆枪还得再验一验。暗物质研究的前科实在不少。去年就有两组研究者先后宣称在伽马射线里看到了暗物质的踪迹,其中一组盯的是银河系中心的一片辉光,用的同样是费米望远镜的数据。再往前,10多年前也曾有类似信号轰动一时,后来被证明只是仪器误差。这次的研究只分析了少数几个星系团,谁也不能排除,产生信号的那个星系团恰好是个特例。
研究团队自己也清楚这一点。他们在论文中论证,对信噪比的计算“不支持仪器来源”,并认为这道信号足够清晰锐利,值得继续追查它的物理起源。
好在这场审判不缺新的证据。费米望远镜还在天上工作,照这个速度积累,到2040年它的数据量将翻一倍。国际上还有几台新的伽马射线望远镜,计划在未来几年内升空。信号是真是假,数据会说话。
暗物质跟人类躲了将近100年的猫猫。它最出名的本事是从不与光打交道,而最后可能出卖它的,恰恰是一束光。
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图为星系团暗物质分布示意图,图源:NASA、ESA、D. Coe(NASA喷气推进实验室/空间望远镜科学研究所)、N. Benitez(西班牙安达卢西亚天体物理研究所)、T. Broadhurst
信源:Lee, Gayoung. "Astronomers Think They’ve Found the Best Evidence for Dark Matter Yet." Gizmodo, 24 Aug. 2026
