北京时间10月6日17时45分，诺贝尔物理学奖获奖名单即将揭晓。 暗物质还是系外行星，今年哪一领域最有可能获此殊荣呢？ 首先，祝贺北大校友屠呦呦获得诺贝尔生理学和医学奖！ 这是华人第一次获得诺贝尔生理学和医学奖，而今天即将出炉的诺贝尔物理学奖，则是历次华人所获诺奖中，“中奖”次数最多的一个奖项。 现在各路高人已经开始猜测物理学奖将花落谁家，本专栏也便一起凑凑这个热闹。 近几年的诺贝尔物理学奖似乎正在物理学的四个主要分支中轮流打转：2011年获奖的“暗能量”属于天文学，2012年获奖的是量子物理，2013年获奖的“希格斯粒子”是高能和粒子物理，2014年获奖的“蓝光LED”则是凝聚态物理的成果。 如果四年一轮的规律真的存在，那今年就又要转回天文学了。那么，天文学里有哪些够得上诺奖荣耀的成就，还没有被诺奖垂青过呢？ “暗物质”的发现似乎是目前呼声较高的一个。
实际上早在1930年代，瑞士天文学家Fritz Zwicky就已经发现，根据后发座星系团中星系运动速度计算得到的星系团总质量，似乎比星系团中可见物质所对应的质量要小两个量级。 他当时就猜测，可能有某种不发光的“暗物质”存在，造成这一现象，然而这次发现并未引起同行的重视，石沉大海。 比Zwicky还早一年的是荷兰天文学家Jan Hendrik Oort，他发现银河系中一些恒星运动的也过快。他也用到了dark matter一词来解释，但该现象亦有其他可能解释，总的来说他的这次发现力道尚不及Zwicky的。 不管怎么说，这二位仁兄早已故去；健在的天文学家中，有资格拿暗物质这个诺奖的，就是Vera Rubin和Kent Ford 了。 他们在上世纪60年代用Ford做的一台光谱仪研究仙女星系（M31）中不同位置的恒星的速度，据此得到了所谓其星系旋转曲线。然而，他们测到的旋转曲线竟然不符合万有引力定律——在星系外侧看不到什么东西的地方，本来应该掉下来的旋转曲线，疯了似的水平延展开来，这说明在恒星盘边缘之外，仍然存在大量我们看不到的东西。
仙女星系旋转曲线示意 这被公认为暗物质的正式发现，这一次发现没有再次石沉大海，改变了人们对宇宙认知的基本图景。现在虽然我们仍然不知道暗物质是什么，但它的存在已经被极多的证据广泛证实，暗物质早已成为宇宙学标准理论的一个基石。 |
