从多卫星数据挖掘地球的“暗物质环”

地球比过去测量的重量可能更重一些，在地球的周围也许有一个不可见的圆环，科研人员对GPS卫星的轨道数据进行了分析，得出了地球比过去测定的重量更重一些的结论。科研人员感到十分困惑，开始猜测一个暗物质“晕环”的存在，它们弥补了地球“迷失的重量”。欧洲航天局的科学家形象地解释了暗物质的概念，在一个完全黑暗的房间，点燃手持的火炬时，火炬手可以看到房间和房间内的家具，当手持的火炬熄灭时，火炬手就看不到房间和房间内的家具，然而，这不是意味着房间和家具不存在。

科学家相信暗物质的存在，却不能直接观察无处不在的暗物质。科学家普遍认为，暗物质是宇宙总成分中最重要的组成部分，但他们不知道暗物质是什么、像什么，也不知道它们存在于什么地方。暗物质占到了整个宇宙总物质成分的大约80%，科学家一直未能确定暗物质的性质，它们像看不见的“风”，在太阳系、地球和月球的周围“吹拂”，科学家对暗物质的搜索好似“捕风捉影”，人们对暗物质的认识还停留在相当粗浅的阶段。

2009年，普林斯顿大学高级研究所的科学家斯蒂夫·阿德勒研究了地球物质的异常现象，他利用了地球周围的暗物质，用暗物质的约束力解释了地球物质的异常变化。当在地球轨道运行的空间探测器飞过某些区域的上空时，空间探测器的飞行速度发生了异常波动。位于阿灵顿的德克萨斯大学的科学家本·哈里斯收集了卫星轨道的数据，试图检验是否存在暗物质影响卫星速度的情形，哈里斯使用了美国的GPS轨道卫星、俄罗斯的格洛纳斯卫星系统、欧洲的伽利略卫星群的数据，他的计算结果表明，每一颗卫星似乎“感觉”到了不同的地球重量。

GPS卫星网络有相当强的卫星定位功能，人们对卫星运行轨道的数据已了如指掌，哈里斯计算了地球的平均重量，比过去测算的重量高出了0.005%到0.008%。国际天文联合会以前测算过地球的重量，测算的地球重量为5.972E24公斤，天文联合会的测算数据已沿用至今。哈里斯的计算结果高出了之前的“标准值”，他构想了围绕地球的“暗物质圆盘”，用以解释地球多出的重量，依据他的计算结果，假如“暗物质圆盘”在赤道上方覆盖了地球一圈，那么暗物质圆盘的尺寸相当于120英里高，45000英里宽或191公里高，70000公里宽。

2013年12月，哈里斯在旧金山举办的全美地球物理学年会上发表了有关地球重量的计算成果，接下来是验证“暗物质环”对卫星飞行速率的影响，哈里斯收集了三个定位卫星的数据，它们代表了定位卫星在9个月时间的运行轨迹。科学家目前没有直接证实暗物质的存在，哈里斯和其他科学家给出的证据有很强的科学指导性。搜索暗物质的行动进行得紧张而有序，一次又一次的搜索计划均以“水中捞月”而告终，但搜索落空的阴影好似暗物质本身一样挥之不去，他们初心不改、乐此不疲，已将暗物质搜索看成是物理学领域最重要的一项探索活动。

寻找幽灵般的暗物质花费巨大，科学家建造了世界上最先进和最大的地下氙实验室（LUX），经过90天运行的检测，该实验室的科学家没有发现任何暗物质粒子的踪迹。有些研究人员希望另辟蹊径，重新审视暗物质粒子的候选对象。经过长期而艰难的努力，他们没有发现暗物质的踪迹，主要的原因可能是暗物质逃避了科学家的检测，暗物质也许由不可探测的物质粒子构成。科学家对暗物质的存在依然深信不疑，主要的原因是暗物质解释了宇宙星系的形成和稳定，比如：太阳系的完好如初离不开暗物质的支撑。科学家的目标是揭开暗物质的真实面目。

假如地球真的受到暗物质引力的影响，那么它的实际重量将比科学界目前公认的重量要重一些，哈里斯独特的计算结果指向了“暗物质环”的存在，暗物质“晕环”的引力影响导致了地球重量的增加。在地球的周围可能有暗物质环的引力作用，在地球轨道运转的卫星可能受到暗物质环的影响，但哈里斯的计算方式似乎存在“漏洞”，他在计算模型中没有考虑太阳和月球的多重引力作用，忽视了轨道卫星在受到地球引力的作用时产生的扰动，在今后“地球称重”研究中，哈里斯也许会带来更精确的数据，帮助科学界找回地球“迷失的重量”。

（编译：2021-1-6）