2026年9月2日 — 上午12:01，《考察》是一个每周二发送的免费科学通讯。你正在阅读摘录 — 订阅以便将整个通讯发送到你的收件箱。有时候似乎关于存在的所有基本问题都已经解决。然后你想起暗物质。这种无法知晓的物质构成了宇宙中多达85%的所有质量，但我们无法看到或直接测量它，也不知道它由什么组成。科学家们认为暗物质是宇宙结构的基础。KIPAC/SLAC国家加速器实验室。但旋涡星系的结构、宇宙的组成，甚至我们的存在本身，只有在宇宙被一种未被发现、不可见的本质编织在一起，像一个秘密的骨架一样，才都有意义。不用说，暗物质是我们这个时代最大的科学谜团。这就是为什么物理学家们对在一个废弃黄金矿深处的液态氙池中探测到的微小光芒感到极度兴奋。数据有限且新鲜，科学家们谨慎对待。但有可能这新报告的信号可能是首次探测到暗物质。我们怎么知道暗物质存在？弗里茨·兹维基是一位不寻常的科学家，有时不受欢迎，他曾对自己更正统的同事说过：“天文学家都是球形的混蛋。无论你怎么看他们，他们都是混蛋。”这位瑞士星空观察者在1933年研究彗星星系团时发现这些星系以每秒2000公里的速度相互冲撞 — 速度如此之快，他们应该猛烈地从彼此中飞开。星系的结构和速度并不合逻辑，除非它们包含更多的质量和引力。AP他计算出，这些星系为了聚在一起，必须拥有400倍于它们看起来的质量。是什么提供了这种看不见的引力胶水？他提出了暗物质的存在。兹维基的理论一度被视为古怪。然后，美国天文学家维拉·鲁宾在1970年代发现了另一个异常。星系外缘的恒星应该比中心的恒星旋转得慢得多。但鲁宾发现，星系外缘的恒星与中心附近的恒星旋转速度相同。星系中的可见物质没有足够的引力来抓住这些遥远、快速旋转的星星。还有别的东西在抓住它们。鲁宾总结道：“你在螺旋星系中看到的，并不是你得到的”，并且暗物质一定是存在的。现在，天文学家可以看到光如何在宇宙中被来自于可疑暗物质的密集、不可见区域的引力扭曲。下图显示了以粉红色突显的星系气体，而蓝色区域则显示了科学家认为只能通过暗物质解释的强引力区域。子弹星团是一对相撞的星系团。正常物质显示为粉红色，怀疑的暗物质在蓝色星团中显示。这个观察提供了暗物质的最清晰直接的例子之一。NASA但这只是影子的影子。在真正探测暗物质的竞赛中，我们不再通过望远镜向上观察，而是深入地球内部。深层探测器暗物质不发射也不反射光，与正常物质几乎没有交互。我们也不知道它由什么组成。那么我们怎么找到它呢？来自悉尼大学的暗物质猎手特蕾莎·弗鲁斯博士，帮助设计和建造了地球上最佳的暗物质探测器之一，名为LUX-ZEPLIN（LZ）实验。大约250名科学家和工程师参与了该项目。特蕾莎·弗鲁斯博士，来自悉尼大学，准备下降到南达科他州的LZ探测器。“这基本上是一个装有液态氙的大桶，”弗鲁斯说。“氙是一种我们周围空气中的微量元素，属于惰性气体。但如果你将其降温到足够低，大约-100度，它就是一种非常密集的液体。”任何微小的辐射都可能模仿暗物质，必须被驱逐。“氙很好，因为在氙中没有任何长寿命的放射性。它会衰变，我们可以得到非常干净、非常安静的液体。”LZ探测器被移至地下1.5公里以保护其免受宇宙射线的影响。马修·卡普斯特/圣福德地下研究设施研究人员在包裹在铝箔中的LZ中央探测器旁进行评估。马修·卡普斯特/圣福德地下研究实验室向上看LZ外部探测器，该探测器用于否决可能模仿暗物质信号的放射性。马修·卡普斯特/圣福德地下研究实验室超纯液态氙被容纳在两个医学级钛和聚四氟乙烯的罐中，外面则被超过25万升水包围，以提供额外的屏蔽。整个装置被埋藏在南达科他州一个废弃的金矿中，地下1.5公里，以保护探测器免受宇宙辐射影响。