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據(jù)悉,，科學(xué)家曾嘗試用力學(xué)和光度兩種不同的方法測量整個宇宙的質(zhì)量,。令人驚訝的是，兩者結(jié)果差異巨大,。就好像分別用度量準(zhǔn)確的桿秤和電子秤稱量同一個蘋果,，結(jié)果卻出現(xiàn)了數(shù)量級差異,。換句話說，在現(xiàn)有的理論框架下,，如果僅有肉眼可見的物質(zhì),，是無法維持宇宙運(yùn)行的。進(jìn)一步說,，如果沒有暗物質(zhì),，星系早已分崩離析，四散奔逃,。

中國“千人計(jì)劃”專家,、上海交通大學(xué)鴻文講席教授季向東將暗物質(zhì)比喻成宇宙中的“幽靈”。他說,，迄今的研究和分析表明,，暗物質(zhì)在宇宙中所占的份額遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前人類可以看到的物質(zhì),。“我們通常所觀測到的普通物質(zhì)只占宇宙質(zhì)量的５％,?！?/p>

但這個超出普通人認(rèn)知的物質(zhì)真的存在？或者能被探測,？

季向東說：“暗物質(zhì)跟普通物質(zhì)幾乎不相互作用,，所以探測它十分困難?！?/p>

而在劉江來看來,，雖然尋找暗物質(zhì)注定十分艱難，但不論找不找得到,，都將顛覆人類對宇宙的認(rèn)識,，推動人類對物質(zhì)世界的理解。因?yàn)槿绻也坏?，便意味著人類關(guān)于引力的理解在很大程度上是有問題的,，物理學(xué)和天文學(xué)理論就必須進(jìn)行大的修正。

“從這個角度來說,，對這片‘烏云’的認(rèn)識,，乃至捕捉，難道不可以幻化出２１世紀(jì)物理學(xué)的‘雨后彩虹’,？”他說,。

在黑暗的地底探尋星空的奧妙

在搜尋暗物質(zhì)的道路上,，目前主要有３種方法：一是利用粒子對撞產(chǎn)生暗物質(zhì)觀察其衰變的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn),，主力設(shè)備是歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī)。二是基于暗物質(zhì)湮滅產(chǎn)生反物質(zhì)的原理在太空進(jìn)行的湮滅實(shí)驗(yàn),。三是測量暗物質(zhì)散射至液體或固體的散射實(shí)驗(yàn),。目前中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室的兩個實(shí)驗(yàn)組均屬第三類。

存在于宇宙中的暗物質(zhì),，為何要到地下探測,？

劉江來把暗物質(zhì)比作宇宙中的“霧霾”，地球則是在“霧霾”中行駛的汽車,，“霧霾”中的顆粒撞擊汽車就會發(fā)出“響聲”,，實(shí)驗(yàn)探測器的任務(wù)就是把這種“響聲”記錄下來。

探測實(shí)驗(yàn)的主要困難就是宇宙線以及地球上無處不在的放射性,，要盡最大可能排除其對實(shí)驗(yàn)本底的干擾,。用劉江來的話說，就是“去掉‘汽車和周邊環(huán)境產(chǎn)生的各種聲音’”,。

暗物質(zhì)的“聲音”有多??？“就好像聽眾坐在第一排聽音樂會，還要聽清３０米外一只蚊子的嗡嗡聲,?！眲⒔瓉肀扔髡f。

錦屏地下實(shí)驗(yàn)室對“濾聲”而言,，條件得天獨(dú)厚,。實(shí)驗(yàn)室深度為全球同類實(shí)驗(yàn)室中最深，上方２．４公里厚的巖石層可攔截大部分穿透力極強(qiáng)的宇宙射線,，使其數(shù)量降至地面水平的億分之一,。同時(shí)地下巖洞構(gòu)成巖石主要是大理石，不存在多少輻射材料,，且遠(yuǎn)離會導(dǎo)致錯誤信號的輻射源,。

２０１０年，這座實(shí)驗(yàn)室投入使用,，目前有兩個中國科學(xué)家牽頭的實(shí)驗(yàn)組進(jìn)駐,，包括上海交通大學(xué)牽頭組織的ＰａｎｄａＸ實(shí)驗(yàn)和清華大學(xué)主導(dǎo)的ＣＤＥＸ實(shí)驗(yàn)。