研究暗物质有什么用
刘浩
当人们已经习惯使用暗物质和暗能量这些类似于宇宙“幽灵”的名词来描述宇宙的时候,却仍无法寻找到这些无处不在的黑暗“幽灵”。
我们花费了这么大的精力寻觅暗物质,而且很多的尝试都是基于并没有很大把握的猜测,这么做到底值不值?还有,探测到了暗物质能有什么用?如果探测不到,岂不成了耗费巨大的无用功?
我们先来聊一聊“探测到了暗物质能有什么用”这个问题。实事求是地讲,很可能没什么用:你吃不上一顿暗物质做的大餐,暗物质做的衣服都不能穿,用暗物质建造的大楼可能也并不能遮风挡雨……因为暗物质的相互作用很弱,它在我们的生活中起不了任何作用。这是基于我们对暗物质仅有的一点点认识所能得出的结论。当然,也许我们的想象力是匮乏的,因为我们对暗物质确实所知甚少。
然而,从科学的角度来说,探测到暗物质粒子并弄清楚它的属性,必将带来基础物理学的革命性突破,极大地拓展和深化我们对物质组成及其相互作用的认识。这种科学的拓展对人类社会有什么具体影响目前尚无法预期,但我们可以从历次科学技术革命对世界产生过的深远影响去评判。万有引力定律不仅帮助我们理解了苹果为什么会下坠,还帮助我们将卫星送上了天;热力学的发展让我们在炎热的夏天用上了凉爽的空调;电磁理论让我们可以收听广播、收看电视,还可以和远方的亲人进行视频通话;核物理理论是一把双刃剑,既可以高效地产生能源,也诞生了让人不寒而栗的大规模杀伤性武器。如此种种,不胜枚举。
目前直接看得见的用处是,在探测暗物质的过程中,我们附带发展出了一系列高、精、尖的技术。暗物质探测是极具挑战性的事情,因此也对实验设备设施要求非常高,为了尽可能地提高灵敏度,科学家们竭尽所能制造出最精密、最灵敏的仪器。这些高端技术将很可能对我们工业水平的提升带来好处。例如半导体材料的提纯技术,暗物质探测实验所要求的半导体材料纯度远远高于目前的工业水平,因此研发相关技术对半导体产业非常重要。
那么,探测不到暗物质怎么办?如果我们一直探测不到暗物质,那就存在两种可能性:一是探测器灵敏度不够,或者是我们找错了地方,或者是暗物质根本没有我們期望的弱相互作用;二是有可能暗物质并不存在,我们理解引力的方式需要改变。无论哪种情况,都是在增长我们的认识。科学史上失败的尝试并不罕见,甚至可以说是很常见,而这种失败也并非毫无价值。暗物质探测的终点在哪里,我们无从得知。
对于探测暗物质究竟值不值得的问题,相信你的心中已有了答案。