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20亿光年外发现宇宙最大粒子加速器,如何使用却让科学家棘手

 人阅读 | 作者lilintao | 时间:2023-10-03 19:30

记得著名物理学家霍金曾经感叹道,要想探测到弦理论中弦的结构,至少需要建造一台和银河系一样大的粒子探测器才能得逞。他的意思大概是人类永远不可能具备这个能力,要想用实验验证弦理论基本是不可能的。不过现在天文学家们还真发现了这样的粒子加速器,只是如何使用还颇令人棘手。

美国NASA的钱德拉X射线天文台近日在宇宙中发现了一个独特的结构:已知宇宙中最大的粒子“加速器”。加速器由宇宙中两个最狂暴的现象,超大质量黑洞和大质量星系团碰撞“建成”,喷射出的气流被加速到接近光速,同时伴随大量高能X射线,看上去像一颗拖着长长尾巴的彗星。

两个碰撞的星系团被命名为Abell 3411和Abell 3412,距离我们大约有20亿光年。每个星系团重约一千万亿个太阳质量,以惊人的速度对穿而过。两个星系团的中央都有超大质量黑洞,至少有一个黑洞在高速旋转,产生高强度的电磁漏斗,把流向黑洞的气体高速喷射出去,经由星系碰撞的强悍冲击波再次加速,形成了宇宙中罕见的二重奏,其结果便是能量的双倍增加,产生了宇宙中移动最快能量最高的超高速粒子,相当于一台宇宙级粒子加速器。

“我们在宇宙中许多地方都看到过这两种令人震撼的现象之一,”哈佛史密松天体物理中心研究员雷诺特·范·韦伦说, “然而这是第一次,我们看到它们同时出现在一个系统中。”

在地球周围有时能探测到高能宇宙射线,最著名的是美国犹他州蝇眼探测器记录到的“我的个神啊”粒子,速度达光速的99.99999999999999999999951%,相当于一个质子携带着时速达120公里的棒球的动能,如果换成直径30米的陨石,撞击到地球可以直接把地球气化成高温等离子体。但科学家们一直不清楚这些宇宙射线来自何方,也许这次可以找到源头了?

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