妖孽学霸 (维斯特帕列)

“嗯，有个很重要的消息，吕博士不打算继续研究希格斯玻色子了。他有了新的研究方向！”刚到报社不久专门负责跟踪吕丘建的女记者李萌答道。

“哦？那他打算研究什么？”主编略尴尬的站在那里，哎，这孩子什么都好，就是不太会看眼色，这种高深莫测的物理知识是我能理解的么？你还不赶紧把事情说出来，在用我能听得懂的话解释一遍。

“吕博士的新方向的dark-matter，也就是暗物质！”李萌终于意识到自己已经从学校毕业了。现在面前的可不是自己的老师，主编大人大概是不会明白什么是暗物质的，于是她赶紧解释道。“19世纪末的最后一天，英国著名物理学家威廉-汤姆生在展望20世纪物理学的时候说道，‘动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在。它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了’。这两朵乌云就是以太漂移和黑体辐射。”

见李萌似乎要说很长时间，主编干脆拉了把椅子坐到她旁边紧紧地听着；“为了解决这两个问题，物理学家们经过不懈的努力，诞生了相对论和量子力学这两种伟大的物理理论，而这也成为现代物理学的基础！”

李萌喝了一口水润润嗓子，继续向主编大人普及知识，“到了如今，粒子物理的标准模型已经可以相当好的解释所有已知的基本粒子的性质。也为凝聚态物理、光学、量子光学等理论奠定了坚实的基础，吕博士之前发现希格斯玻色子的成就就属于这一范畴。他的发现让标准模型更加完善！”

“然而在20世纪末物理学家们又发现物理的天空上又笼罩上了两朵新的乌云，那就是暗物质和暗能量！”李萌终于说到了正题，“这两朵乌云也成为物理届最受关注的研究领域，在02年discover杂志的物理版面上所列出当今物理届最重要的十一个难题中，暗物质和暗能量排在了第一和第二位！而宇宙起源仅仅排在第十一位！”

尽管还是不明白什么是暗物质，但是多年的新闻从业经验让主编很快就抓住了问题的重点，“这么说如果吕博士在这个叫做暗物质的领域做出成果，那不是可以和爱因斯坦发现相对论相提并论？”

“额，也不能这么说！”李萌满头黑线，和外行人说话好困难啊！“因为现在毕竟不知道吕博士能做出什么样的东西，所以我们也不好对他的成果做评判，不过可以确定的是如果吕博士像找到希格斯玻色子一样找到了暗物质确切存在的证据，那么他肯定会在最短的时间内获得诺贝尔奖！”李萌笃定的说。

“那为什么发现了希格斯玻色子不能获奖，发现暗物质就能获奖了呢？”主编还是又些不太明白！

“这不一样！”李萌下意识的反驳道，刚说完就觉得自己的语气不对，连忙吐了下舌头给主编解释道，“首先，诺贝尔奖最多允许三个人同时获奖，希格斯、恩格勒和布劳特三位教授已经把名额占满了，就连在和他们几乎同时预言了上帝粒子的杰拉尔德-古拉尔尼克、迪克-哈根和汤姆-基波都没有获奖的资格，就更别说吕博士了！因为按照希格斯等人的理论，上帝粒子如果真的存在，他迟早会被发现，即使没有吕博士，lhc再等个几年还是会做出这一发现，吕博士的工作虽然伟大，但并非不可替代。”

“而暗物质就不同了！上帝粒子在被发现前就有了完善的模型，暗物质究竟应该是什么样子的，至今物理届却没有定论！如果吕博士真的发现了暗物质，那么他必然要先提出来一个完备的模型，然后根据模型中所预测的属性来寻找暗物质。”李萌尽量用主编能听得懂的话说道。

“如果他的理论被实验证实，那么这将是物理届的一场大地震，给物理届未来的发展带来极其深远的影响，他获奖将毫无悬念！”一口气说了这么多话，李萌最后这样总结道。

“得先有理论，然后根据理论做实验，通过实验的结果反过来证明理论的正确性！最后才能获奖！”主编帮着李萌做了总结，他现在才算有点明白了。(未完待续。)

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第277章 暗物质的历史（21/37）

主编的话其实外行了，寻找暗物质不一定需要新的理论，依照现在已有的理论也有可能发现暗物质，甚至有可能在试验中发现没有任何理论预言过的暗物质；如果是这样前一种情况提出理论的人获奖，后一种情况发现的人获奖；吕丘建之所以提出新理论，除了这种理论的确可行之外，还想让自己获奖的理由更扎实一些！

既然暗物质是无法被看到的，那么物理届是怎么发现它的存在的呢？或者说物理学家们为什么要假设存在暗物质呢？

这就要从物理学家的工作习惯说起，数学家们现提出一些不证自明的假设，诸如两点之间直线最短之类，然后由这些不证自明的公理推导出庞大的数学体系；而物理学家则是先提出假设，先用着再说，如果这种假设能够自洽、并在测量精度上符合已知现象并能做出合理预言，那么它就是正确的。

物理学是具有可证伪性的。对于任何一个物理理论，我们都有可能设计某种实验将其证伪；现在我们接受某种物理理论，并不是说它被证明了、而是没有被任何实验证伪。如果它被实验证明是错误的，那么它就是错误的，如果不能被证明错误，那么就接着用吧！比如伽利略的两个铁球试验就证明了亚里士多德的理论是错误的。

暗物质的出现要追朔到爱因斯坦的理论，爱因斯坦认为宇宙的形状取决于宇宙质量的多少。他认为:宇宙是有限封闭的。如果是这样。宇宙中物质的平均密度必须达到每立方厘米5x10的负30次方克。但是，迄今可观测到的宇宙的密度，却比这个值小100倍。也就是说。宇宙中的大多数物质“失踪”了，科学家将这种“失踪”的物质叫“暗物质”。

之后的近一百年时间里，许许多多物理学家、天文学家通过不同的渠道找到了暗物质存在的证据，1933年，美国加州工学院的瑞士天文学家弗里兹-扎维奇发现一个星系团中的星系速度比预期的要大，根据牛顿万有引力定律，意味着星系之间还有许没有被观测到的物质。

根据他的推断星系团的质量比从星系团中发光星体推断出来的质量大了400倍。并首次提出了“暗物质”的概念，但这一观点在当时并未受到重视。

直到1970年，女科学家鲁宾和她的同时福特终于找到了令人信服的证据。他们通过对仙女座大星云星体旋转曲线的研究，发现了一个奇特的现象；根据牛顿万有引力定律，如果一个星系的质量主要集中在星系核心，那么星系外围的星体运行的速度将随着距离的增大而减小。但是从他们观测到的结果相当大的范围内星系外围星体运行的速度是恒定的！

于是他们得出了和扎维奇相似的结论。要么是牛顿万有引力定律不正确，要么星系非核心区域分布着许多没有被观测到的物质；由于牛顿万有引力定律尚未被证伪，所以暗物质就成了唯一的解释。

接着许多类似的天文现象被观测到，因此暗物质的存在理论被广泛认同，但是直到如今物理届也没有建立起一个可靠地暗物质模型，也没有真正找到暗物质。

暗物质的存在对粒子物理理论提出了新的挑战，在温伯格提出的标准模型中只有中微子可能是暗物质，但研究表明中微子无法成为宇宙中暗物质的主要组成部分。所以暗物质要求有超出标准模型的新物理模型。

物理学家们也提出了诸如最小超对称模型、额外维度模型、小希格斯模型等多种模型。但都没有办法获得确凿的实验证据。

由于暗物质不参与电磁反应的特性，所以很难用天文望远镜直接观测。所以物理学家们设计了三种不同的观测方式进行探索，分别是加速器观测、间接观测和直接观测。

加速器观测就是利用lhc进行粒子对撞，将暗物质创造出来，然后根据暗物质粒子带走的能量和分布来推测暗物质的性质。

间接观测就是观测暗物质粒子衰变后产生的稳定可见粒子，并根据这些线索逆推暗物质的属性。

直接观测则是在极深的地下建立起可以屏蔽绝大多数地面干扰信号的观测室，探测暗物质粒子和探测器中的物质原子核所产生的信号。这也是目前最可行的探索方式之一。但这种方式对吕丘建来说有些麻烦。

要探索到暗物质，必须要有极深的地下试验室，而现在无论是米国南达科他州布莱克山霍姆斯特克金矿地下2438米的地下科学实验室，还是比这更深的华国锦屏极深地下暗物质实验室都还只存在于图纸上，距离投入使用还有相当长的时间，他可没那个时间等待这两项大工程完成。而现有的意大利gran-sasso地下试验室等达不到他的要求。