暗物質 失落的宇宙：介於「存在」與「不存在」之間，一本書讀懂21世紀最重大的天文學難題

暗物質──被譽為21世紀的首席物理學難題
數十年來，人們殫精竭慮研究，卻依然對它所知甚少……
暗物質既看不見、也觀測不到，科學家又憑什麼說它存在？

▏暗物質是什麼？
有一類物質暗藏在宇宙中，既不發光、也不吸收、反射或折射光，不僅在沒有光的黑暗中看不到，在有光線的環境中也完全透明，同樣看不到。
這種不發光又絕對透明、在任何環境下都無法看到、卻又有質量的物質，就被稱為暗物質。

▏暗物質如何被發現？
1933年，天文學家費里茨·茲威基（Fritz Zwicky）驚奇地發現：大型星系團內的星系，具有極高、又難以理解的運動速度，單靠我們所觀測到的星系團引力作用，根本不可能束縛這些星系在星系團內的高速運動──除非在星系團中，還有「看不見」的物質產生了強大的引力。

此後，天文學家透過測量螺旋星系的旋轉速度、觀測重力透鏡、大尺度宇宙結構形狀，以及微波背景輻射等研究中的「奇特」現象，大膽猜想：宇宙中可能暗藏有大量「看不見」、卻又能透過引力作用被感知的暗物質，而且所占比例很大（據計算，約占整個宇宙物質總量的85%）。

▏暗物質真面目的頭號嫌疑人：WIMP粒子
WIMP粒子，即大質量弱相互作用粒子（Week Interaction Massive Particle），是一種和普通粒子有弱交互作用、質量較大的假

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李金

李金， BES國際合作發言人，曾以訪問學者或客座教授身分在美國、日本、英國、法國等從事高能物理研究。五十多年來從事核反應研究；核爆炸輻射測量；核探測技術研究；高能粒子對撞機譜儀BES的研發、建造和升級；正負電子對撞物理實驗研究。近二十年從事微中子和暗物質實驗等前沿課題研究，曾發表科學論文和科普文章三百餘篇。