當我們(men) 仰望星空，其實隻看到了宇宙的冰山一角，宇宙的絕大部分對人類來說是隱藏的。天文學家估算，宇宙中95％以上是人類還沒有弄清楚的暗物質（26.8％）和暗能量68.3％），隻有不到5％是已知的普通物質。
暗物質，披著隱身衣的“宇宙幽靈”，科學家僅(jin) 知道它們(men) 存在，卻無法探測到它們(men) 。17日，中國科學衛星係列首發星——暗物質粒子探測衛星“悟空”在酒泉衛星發射基地成功發射，它的使命就是用“火眼金睛”去尋找暗物質粒子存在的證據。
“這是中國科學家首次在太空中放置自己的高分辨高能空間望遠鏡。”我國暗物質衛星首席科學家、紫金山天文台副台長常進說，“它有望深刻地變革人類的宇宙觀，實現空間科學重大突破。”
“悟空”是目前世界上觀測能段範圍最寬、能量分辨率最優(you) 的暗物質粒子探測衛星，超過國際上所有同類探測器。它將在太空中開展高能電子及高能伽馬射線探測任務，探尋暗物質存在的證據，研究暗物質特性與(yu) 空間分布規律。

此次發射的暗物質衛星全部由中科院研製、生產(chan) 。工程2011年立項，造價(jia) 1億(yi) 美元，遠低於(yu) 國外同類探測器。衛星將在軌運行3年以上，首批科學成果有望在6個(ge) 月至1年後發布。
暗物質是怎樣一種神奇的存在
暗物質有多火？就連熱門美劇《生活大爆炸》裏的主角“謝耳朵”都轉行研究暗物質了。
暗物質是怎麽(me) 被發現的？20世紀30年代初，美國加州理工學院的天體(ti) 物理學家茲(zi) 威基第一個(ge) 發現，宇宙中可見物質遠遠不足以把宇宙連成一片，如果不是存在一種神秘而不可見的物質，星係早就分崩離析。
科學家把這種看不見的神秘物質稱為(wei) 暗物質”。到了20世紀70年代，多種天文觀測，比如盤星係的旋轉曲線、星係團Ｘ射線觀測、引力透鏡等都顯示了暗物質的存在。但直到現在還沒有確定的暗物質信號被探測到。
暗物質和暗能量被認為(wei) 是籠罩在21世紀物理學上的兩(liang) 朵“烏(wu) 雲(yun) ”。美國科學家在一份報告中列出21世紀要解答的11個(ge) 科學問題，什麽(me) 是暗物質”被列在第一位。

  科學界公認，揭開暗物質之謎將是繼日心說、萬(wan) 有引力定律、相對論及量子力學之後的又一次重大飛躍，將帶來物理學的又一次革命。
中科院國家空間科學中心主任吳季說，暗物質粒子的探測目前是國際科學前沿競爭(zheng) 最為(wei) 激烈的研究領域，全世界的科學家都在不遺餘(yu) 力地尋找暗物質、暗能量及其隱藏的巨大科學寶藏。
“可到目前為(wei) 止，人們(men) 找到的還都隻是一些疑似證據。”吳季說。
暗物質距離人類生活如此遙遠，為(wei) 什麽(me) 還要花這麽(me) 多時間、精力和成本去尋找？科學家們(men) 回答，這一方麵源自人類對於(yu) 未知的好奇心和求知欲，另一方麵，科學研究的價(jia) 值和意義(yi) 雖然有時在短期內(nei) 無法顯現，但往往能帶來一些“副產(chan) 品”，給科技和生活帶來變革。
雖然科學家們(men) 還不知道暗物質究竟由什麽(me) 構成，但通過觀測它如何影響普通物質，並模擬它的引力效應，還是對它有了一些了解：
——宇宙中95％以上是暗物質和暗能量，暗物質占26.8％。暗物質不發光、不發出電磁波、不參與(yu) 電磁相互作用，它無法用任何光學或電磁觀測設備直接“看”到。
——暗物質難以探測，還在於(yu) 它密度小、速度快，難以捕捉。科學家測算，暗物質粒子每秒的運動速度為(wei) 220公裏。
——暗物質應該來自於(yu) 宇宙大爆炸。在宇宙早期某一個(ge) 時刻，宇宙溫度非常高，粒子能量非常強，它們(men) 劇烈碰撞，在這種相互作用下，包括暗物質在內(nei) 的各種各樣的物質由此產(chan) 生。
——宇宙的結構與(yu) 暗物質有關(guan) 。由於(yu) 暗物質和它自己以及其他物質不發生除了引力以外的作用，它是促使宇宙膨脹時在自身引力下形成特定結構的首要物質類型。暗物質播下了宇宙絲(si) 狀結構的種子，隨後可見物質才聚集在一些由暗物質建立起來的引力點上，並最終形成了星係。
——暗物質對生命來說是絕不可少的。假如沒有暗物質的引力作用，我們(men) 所在的銀河係將永遠無法在宇宙大爆炸後的膨脹過程中坍縮形成。那樣的話，現在既沒有太陽，也沒有地球，更沒有你我……
吳季說，由於(yu) 人類還不了解暗物質，不得已才稱它們(men) “暗”，一旦發現了它們(men) 是什麽(me) ，並且隨著研究的深入，新發現的粒子就會(hui) 有很多名字。“暗”隻是階段性的名字，也充分體(ti) 現了人類還不了解它。
對於(yu) 找到暗物質，科學家已經等待了數十年。通過一係列實驗和觀測，科學家們(men) 或許距離破解暗物質這個(ge) 宇宙謎團隻有一步之遙了。

怎樣尋找“宇宙幽靈”
目前，國際上對暗物質探測方式主要分為(wei) 3類。第一類是在加速器上通過兩(liang) 束高能粒子對撞將暗物質粒子“創造”出來，如歐洲核子中心的大型強子對撞機；第二類是在地下進行的直接探測，各國有不少這樣的實驗項目，其中我國四川錦屏地下實驗室是目前世界上最深的研究暗物質實驗室；第三類是在太空進行間接探測。
我國暗物質粒子探測衛星屬於(yu) 第三種方法。這種方法怎樣尋找暗物質？常進解釋說，世界上的物質都有反物質，當一個(ge) 物質遇到一個(ge) 反物質的時候，兩(liang) 者都會(hui) 被摧毀，由此產(chan) 生巨大的能量。但是暗物質非常獨特，它的反物質就是本身，如果暗物質粒子和自身的反物質粒子發生碰撞，產(chan) 生的能量將更大。
“假如能夠監測到暗物質粒子碰撞後產(chan) 生的高能粒子，如伽馬射線、正電子、反質子、中微子等，並能夠精確測量這些粒子的能譜，就能間接證明暗物質的存在。”常進說。
采用同樣方法的還有諾貝爾獎獲得者丁肇中研製並放置在國際空間站的阿爾法磁譜儀(yi) 2號（ＡＭＳ02）以及日本今年發射的量能器電子望遠鏡等。其中ＡＭＳ02已經觀測到一些異常，但因為(wei) 觀測能段的限製，數據也比較少，還無法下結論。
“我國的暗物質衛星是迄今為(wei) 止觀測能段範圍最寬、能量分辨率最優(you) 的空間探測器，超過國際上所有同類探測器。”衛星科學應用係統總設計師伍健說，其能段是阿爾法磁譜儀(yi) 的10倍，涵蓋了電子能譜和光子能譜發生異常的地方；其能量分辨率比國際同類探測器高3倍以上。
“宇宙空間是人類最後的實驗室，宇宙射線最高能量比目前最大的加速器高1億(yi) 倍以上。”常進說，“我國暗物質衛星提出的觀測對象和觀測能區都是到目前為(wei) 止國際上的第一次。”

“悟空”怎樣施展“神通”
暗物質衛星“悟空”比一張辦公桌大不了多少。“它體(ti) 積雖小，功能卻非常強大。”常進介紹，衛星有效載荷初樣件在歐洲核子中心（ＣＥＲＮ）進行了3次束流實驗來測試各項物理性能指標，表明它具有能量分辨率高、測量能量範圍大和本底抑製能力強3大優(you) 勢。
衛星係統總設計師李華旺介紹，衛星由4個(ge) 科學探測有效載荷組成，分別是塑閃陣列探測器、矽陣列探測器、ＢＧＯ量能器和中子探測器，共同構成一個(ge) 高能粒子探測器望遠鏡。4個(ge) 探測器由上到下摞在一起，就像一個(ge) 四層“大蛋糕”，它們(men) 各司其職，又聯合執行任務，可以高精度地測量入射粒子的種類、方向、能量和電荷。
進入太空後，“悟空”將在500公裏太陽同步軌道上運行。它將采取兩(liang) 種觀測模式：在頭兩(liang) 年采用巡天觀測模式，由於(yu) 暗物質可能存在於(yu) 全天區的任何區域，所以第一階段對全天掃描；兩(liang) 年後衛星轉入定向觀測模式，根據全天區探測的結果分析出暗物質最可能出現的區域，並針對這些區域開展定向觀測。

       衛星每天將傳(chuan) 回約16Ｇ數據量，地麵100餘(yu) 人的科學家團隊將對數據展開分析研究。首批科學成果可能在6個(ge) 月至1年後發布。
國際上很多團隊在尋找暗物質，但迄今還從(cong) 未探測到暗物質的明確信號。常進坦言，暗物質的基本物理性質還沒有弄清楚，沒有人能百分之百保證找到暗物質。“但隻要衛星工作正常，就為(wei) 我們(men) 打開了一扇觀測宇宙的新窗口，必然會(hui) 發現很多新奇的現象。”常進說，尋找暗物質需要全世界科學家共同努力。

“悟空”小檔案
中國科學院國家空間科學中心表示，悟空是古典名著《西遊記》中齊天大聖的名字，“悟”有領悟的意思，“悟空”有領悟、探索太空之意；另一方麵，悟空的火眼金睛，猶如暗物質粒子探測衛星的探測器，可以在茫茫太空中，識別暗物質的蹤影。
“悟空”究竟是怎樣的一顆衛星？以下是它的小檔案：
它有多大？
長、寬、高分別1.5米、1.5米、1.2米，比一張辦公桌大不了多少。
它有多重？
這顆衛星整體(ti) 質量為(wei) 1.85噸，有效載荷質量為(wei) 1.4噸。
它的軌道高度是多少？
500公裏。
它的壽命多長？
3年以上。
它在太空怎麽(me) 工作？
通過探測宇宙中高能粒子的方向、能量以及電荷大小來間接尋找和研究暗物質粒子。
它有何獨到之處？
它是迄今為(wei) 止觀測能段範圍最寬、能量分辨率最優(you) 的空間探測器，超過國際上所有同類探測器。
它在哪兒(er) 發射？
中國酒泉衛星發射中心。
誰送它上太空？
由中國航天科技集團第八研究院研製的長征二號丁型火箭。
這是長征二號丁運載火箭執行的第26次飛行任務，該型火箭保持了百分之百的成功率。暗物質衛星工程運載係統總設計師洪剛介紹，專(zhuan) 家對長二丁火箭做了一些改進，他將火箭上感知其位置、姿態、速度的裝置比作火箭的小腦。“我們(men) 為(wei) 火箭安裝了更先進、穩定的兩(liang) 套‘小腦’——激光慣組和光纖慣組，有主有備，提高了可靠性，還為(wei) 火箭減輕了二三十公斤的重量。充當火箭‘大腦’的計算機也裝了3塊主板，任何一塊出問題，都不會(hui) 影響到整個(ge) 任務的成敗。”