大兵老師的神奇小屋
——暗物質(zhì)探索

文/王依兵 圖/麥芽哈哈

距離期末考試只有一個(gè)星期了，壯壯、小菲和小天再次來到實(shí)驗(yàn)樓一層的盡頭。壯壯問：“這個(gè)學(xué)期很快就要結(jié)束了，你們都復(fù)習(xí)好了嗎？”小天說：“先別管復(fù)習(xí)不復(fù)習(xí)，那是不是說假期就快要到了?。俊毙》普{(diào)侃道：“你天天啥事不干，就盼著寒假呢?！毙√炱财沧欤骸半y道你們不是嗎？”

說著，壯壯注意到墻上浮現(xiàn)出一幅畫，于是對(duì)另外兩人說：“你們看！這兒有一幅畫！”

小天湊近一看說：“這個(gè)我熟啊，不就是《西游記》里的人物嘛。有孫悟空、唐僧、豬八戒，還有哪吒！”

小菲卻說：“中間還有一個(gè)，你怎么跳過去沒說?。俊?/p>

小天撓撓頭笑了一下說：“我沒看出來是誰唄。”

小菲說：“你不是很熟嗎，這都不認(rèn)識(shí)？是二郎神啊?？此拿夹奶帲械谌谎郯。　?/p>

壯壯看了半天，說：“這有乘號(hào)和等號(hào)，看起來是一個(gè)算式，問號(hào)肯定就是進(jìn)門的密碼了。孫悟空的‘悟’諧音是5，唐僧也叫三藏法師，所以他代表3?！?/p>

小天連忙喊道：“豬八戒肯定是8，二郎神是2，哪吒是三太子，所以是3，放一起就是……”

小菲接著說：“就是53×823 等于……你有計(jì)算器嗎？”

壯壯擺擺手，說：“我會(huì)珠心算，這個(gè)答案是43619?！闭f完壯壯立刻跑到光影虛擬密碼盤跟前去輸入密碼，但是輸完前三個(gè)數(shù)，密碼盤就變成了紅色，發(fā)出“嘀”的一聲，顯示密碼錯(cuò)誤。

“為什么不對(duì)呢？”壯壯百思不得其解。

小天想了想，說：“密碼是三位數(shù)，現(xiàn)在的數(shù)超過三位了。中間應(yīng)該有的人不代表數(shù)字才對(duì)。”

說完，小天徑直向密碼盤走了過去，輸入了“421”這個(gè)三位數(shù)，密碼盤顯示綠色，神奇小屋的門再一次打開了。

壯壯和小菲一起問道：“哪個(gè)人不代表數(shù)字啊？”

小天得意地笑著說：“你們想想二郎神的名字叫什么，不就知道了？”小天邊說邊進(jìn)了神奇小屋。

小菲一拍腦袋說：“對(duì)?。≌嬗心愕?！”壯壯在最后，一邊疑惑一邊跟著向里走。

天上的“孫悟空”

大兵老師早已等候多時(shí)，他問：“今天的謎題有意思吧？”

小天和小菲說：“有意思！太有意思了?！?/p>

壯壯心有不甘地說：“大兵老師，我一開始就想到了是人物名諧音，是不是跟你還挺有默契的？唉，雖然起跑快，但是中間跑偏了，結(jié)果還是讓小天先猜出了答案。”

大兵老師笑著說：“沒事，起碼開了個(gè)好頭，下次還有機(jī)會(huì)再搶答嘛。今天出這個(gè)題目是因?yàn)槲覈l(fā)射的一顆衛(wèi)星的名字就來源于《西游記》里的重要角色，它就是悟空號(hào)！”

小天驚訝道：“小說里的孫悟空會(huì)翻筋斗云，能飛到天上去，沒想到現(xiàn)實(shí)中天上還真有個(gè)‘悟空’啊?！?/p>

大兵老師說：“沒錯(cuò)。2015 年12 月17 日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)用長(zhǎng)征二號(hào)丁火箭成功發(fā)射了悟空號(hào)。”

小菲問：“那是個(gè)探測(cè)衛(wèi)星嗎？它主要是做什么用的？”

大兵老師回答：“是的。它的主要作用是探測(cè)暗物質(zhì)，所以它的名字也叫暗物質(zhì)粒子探測(cè)器，英文簡(jiǎn)稱DAMPE。”

壯壯問：“暗物質(zhì)是很暗弱的天體嗎？”

看不見摸不著的暗物質(zhì)

大兵老師答道：“暗物質(zhì)并不是暗弱的天體。科學(xué)家在分析星系等大尺度宇宙結(jié)構(gòu)的時(shí)候，總是發(fā)現(xiàn)它們被觀測(cè)出來的運(yùn)動(dòng)和引力與理論計(jì)算的結(jié)果不吻合。比如星系外圍的天體按引力計(jì)算，應(yīng)該比內(nèi)部的運(yùn)轉(zhuǎn)速度慢很多，可實(shí)際觀測(cè)結(jié)果表明外圍天體的運(yùn)轉(zhuǎn)速度明顯高于計(jì)算結(jié)果。這可能暗示著，在星系中存在一些我們沒有探測(cè)到的物質(zhì)。于是科學(xué)家就給這種物質(zhì)起名叫作暗物質(zhì)。

“另外，根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論，大質(zhì)量天體會(huì)造成周圍時(shí)空的扭曲，我們隔著一個(gè)大質(zhì)量天體看它后面的天體會(huì)被放大，就像用放大鏡看東西一樣，這種效應(yīng)叫作引力透鏡效應(yīng)。但是觀測(cè)結(jié)果表明這種放大的效果高于理論計(jì)算出的結(jié)果，也表明其中可能有暗物質(zhì)在‘搗鬼’。根據(jù)宇宙微波背景輻射的數(shù)據(jù)推算，宇宙中暗物質(zhì)的總量非常大，差不多是普通物質(zhì)總量的6.3 倍之多呢。暗物質(zhì)和我們能觀測(cè)到的物質(zhì)性質(zhì)都不一樣，它不發(fā)光，也沒有電磁力，除了引力以外幾乎不和其他物質(zhì)相互作用?？梢哉f，它是一種看不見摸不著的神秘物質(zhì)?！?/p>

小菲疑惑道：“既然看不見摸不著，那悟空號(hào)又怎么能探測(cè)到呢？”

大兵老師點(diǎn)點(diǎn)頭說：“這個(gè)問題問得非常好?？茖W(xué)家認(rèn)為，雖然暗物質(zhì)無法被直接探測(cè)到，但是它在緩慢衰變過程中會(huì)產(chǎn)生一些可以被探測(cè)到的物質(zhì)，比如正負(fù)電子、正反質(zhì)子、伽馬光子、中微子等。因此在宇宙中探測(cè)這些粒子的信息就可以間接地研究暗物質(zhì)了?！?/p>

悟空號(hào)的本領(lǐng)

小天追問道：“那具體是探測(cè)什么信息呢？”

大兵老師回答：“這說起來就比較復(fù)雜了。悟空號(hào)內(nèi)部負(fù)責(zé)探測(cè)暗物質(zhì)產(chǎn)生粒子的核心部分由四個(gè)探測(cè)器組成，分別是塑閃陣列探測(cè)器、硅微條徑跡探測(cè)器、電磁量能器和中子探測(cè)器。有了它們，悟空號(hào)就可以分辨探測(cè)到粒子的電荷量、運(yùn)動(dòng)方向、攜帶能量和種類等信息。這些先進(jìn)的探測(cè)器讓悟空號(hào)有了‘火眼金睛’的本領(lǐng)?！?/p>

小菲又問：“悟空號(hào)已經(jīng)探測(cè)到暗物質(zhì)了嗎？”

大兵老師說：“悟空號(hào)發(fā)射以來已經(jīng)取得了很多激動(dòng)人心的科學(xué)成果，最突出的就是它直接探測(cè)到了粒子能量的光譜斷點(diǎn)——當(dāng)粒子的數(shù)量與它們的能量相對(duì)應(yīng)時(shí)，本應(yīng)形成一條平滑的曲線，但是悟空號(hào)卻發(fā)現(xiàn)曲線上存在明顯的斷點(diǎn)，這個(gè)斷點(diǎn)學(xué)名就叫光譜斷點(diǎn)，這很可能就是暗物質(zhì)造成的，當(dāng)然這還需要科學(xué)家進(jìn)一步驗(yàn)證。悟空號(hào)還有很多其他發(fā)現(xiàn)，比如它經(jīng)常收到一個(gè)名字叫作CAT-102 的活動(dòng)星系核發(fā)出的伽馬射線，為科學(xué)家研究大質(zhì)量黑洞提供了線索；它還測(cè)量了正負(fù)電子能譜的精確數(shù)據(jù)，獲得了能段最高的硼/碳、硼/氧宇宙射線粒子比能譜。這些成果都為我們研究宇宙、研究暗物質(zhì)提供了新的科學(xué)依據(jù)?！?/p>

“‘悟空’太了不起了！”小菲感嘆道。

小天晃晃腦袋，說：“我怎么有點(diǎn)兒聽不懂啊，云里霧里的。”

大兵老師微笑道：“這很正常，今天講了很多你們沒聽過的專業(yè)名詞。你們只要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，總有一天可以把這些都搞明白的。相信到那時(shí)候，人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)也會(huì)更進(jìn)一步?！?/p>

“那是不是意味著，現(xiàn)在我們得先好好復(fù)習(xí)，準(zhǔn)備期末考試考個(gè)好成績(jī)?。俊毙》七呎f邊瞥了小天一眼。

壯壯學(xué)著小天的語氣說：“當(dāng)然我最盼望的還是放假啦！”

小天尷尬地說：“怎么都沖我來??？我也沒說我不復(fù)習(xí)嘛！”

三個(gè)同學(xué)互相對(duì)視，笑成一團(tuán)。大兵老師說：“學(xué)習(xí)很重要，休息也很重要，只有勞逸結(jié)合才能健康成長(zhǎng)。大家趕緊回家休息吧，等期末考試完咱們?cè)僖姡　?/p>

◎悟空號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)