中国科学院老科学技术工作者协会

科普工作简报

﹝2024﹞ 第89期（总第1113期）

中国科学院老科协科普工作委员会      2024年 11月15日

秦波研究员为“科普论坛”作线上报告

11月15日，中国科学院国家天文台博士生导师，秦波研究员以“世纪科学疑难——暗物质之谜”为题，为“科普论坛”作报告。

暗物质是宇宙中一种神秘而难以捕捉的物质。尽管今天的宇宙学已进入“精确宇宙学”时代，科学家对宇宙的一些基本参数，例如宇宙的基本组成已有精准的测量和相对清晰的认识,但暗物质的本质仍然是人类面临的一个巨大的未解之谜。秦波研究员以丰厚的科研积累、详实的资料，展示绚丽的天文图片、短视频，从人类对宇宙的认知破除了一个又一个中心论：“地球中心论、太阳中心论、银河系中心论到重子物质（普通物质）中心论”谈起，详细揭示“世纪科学疑难——暗物质之谜”。

秦老师讲道：天文学家对宇宙的大量测量表明，暗物质是构成宇宙物质组分的主体材料，占比达85%，而我们看得见、摸得着的由质子、中子、电子所组成的普通物质，却是宇宙的“少数派”，仅占宇宙物质组分的15%。暗物质粒子是超出粒子物理标准模型之外的人类所未知的全新粒子。暗物质除了产生引力以外，不发光，与普通物质以及电磁场几乎没有任何相互作用。由暗物质粒子组成的体系完全没有压强、温度、粘滞性等气体或流体的概念。暗物质将颠覆我们对宇宙的基本认识，也颠覆我们的一些日常认知。例如，像银河系这样的星系，实际就是一坨由弥散分布的暗物质粒子组成的自引力体系，而我们所看到的由几千亿颗星星所组成的美丽的发光部分，仅只是镶嵌在巨大的暗物质晕之中的，只构成星系质量的很小一部分。天文学家于1933年最早发现暗物质存在的证据。经过长达九十年的大量天文观测，例如星系旋转曲线测量、引力透镜、星系团的X射线观测等，天文学家不仅掌握了暗物质存在的强有力证据，而且可以准确地测出暗物质粒子在宇宙空间中各点的质量分布、以及运动速度，并限定出暗物质粒子的基本性质。应当指出，目前我们对暗物质的几乎所有认知，均来自天文观测，且均利用引力效应。

彻底揭开暗物质之谜，在大量的天文证据面前，人类需要在实验室中，用物理的方法捕捉到暗物质粒子并完全证认它们究竟是什么。但是历经四分之一世纪，世界上所有的暗物质实验，包括地下实验（暗物质直接探测）和空间实验（暗物质间接探测），均未捕获到任何暗物质粒子的信号！我国在暗物质实验探测研究上，起步很晚，但进步非常快，目前已开始跻身国际第一梯队。

秦波老师认为：暗物质是本世纪最重大的科学问题，将带来物理学的一场革命。暗物质实验探测目前正面临挑战！需要新思想、新方法的重大创新和突破。暗物质已从纯天文问题，发展为大量理论物理学家和粒子物理学家攻坚克难的主要前沿课题。揭开暗物质之谜将是对人类智慧的巨大挑战！

秦波研究员的研究方向为暗物质及宇宙学。近十年来，深度参与推动国际大科学工程SKA（平方公里阵射电望远镜），受科技部委托，作为中方代表分别出任国际SKA组织战略委员会、政府间正式谈判工作组、董事会等，并负责我国SKA的出资国际谈判等工作。

（“科普论坛”供稿）

中国科学院老科学技术工作者协会

2024年11月15日