看得见的现实 vs 看不见的现实
作者:方洪
发表:2007-05-05 14:22
加拿大安大略省苏德贝里2,000米深矿层中的球形中微子观测设备。(法新社)
通常来说,天文望远镜包括地面观测类型和太空观测类型两种。分布在世界各地的天文台都设有地面观测型望远镜,而哈勃望远镜等则属于太空望远镜。不论从地面观测还是在大气层外观测,天文望远镜都是无一例外地面向外太空,凝望着深邃的宇宙。
不过,有一类望远镜却不是这样,它们不在外层空间,也不在地面天文台里,而是被深深的埋在地下;它们的“眼睛”不是面向太空,而是反转过来朝向没有一丝光线的地球中心。难道它们在观察地心世界吗?不是,它们是透过地球致密的躯体,捕捉宇宙中的中微子信息。也就是说,太空中的中微子需要先穿透地球,才能进入望远镜的视野。
这些具有绝佳“眼力”的望远镜,是科学家们观测、研究宇宙中的中微子的利器,其中比较有代表性的,包括埋在南极地下的“阿曼达”望远镜,还有加拿大的“苏德贝里”望远镜。
那么为什么要用这样的方式观察呢?这还要从中微子本身的特性说起。
*中微子量多 却难测
中微子能量很高,在宇宙中数量十分庞大。多到什么程度呢?宇宙中每一个质子,对应有10亿个中微子。这么多的中微子,我们却看不到它们,甚至很难直接探测到。
中微子不仅非常小,而且不带电荷,几乎没什么质量。它们可以完全不受阻挡地在宇宙中穿行,不论是星球、星际尘埃,还是电磁场,都轻松穿过。正是因为中微子的这些性质,它们可以不受隔断地穿越地层。
据威斯康星大学物理学家Francis Halzen说:“每秒钟有10亿个中微子穿过我们的身体。”但我们却觉察不到,一方面因为中微子很少与物质发生作用,难以捕捉;另一方面,宇宙中由质子、中子等构成的“可见”物质,虽然数量远不及中微子,但却占据了我们的视野,因此也会干扰对中微子的观测。
这就是为什么中微子观测站往往埋在地下,为的就是过滤“可见物质”的干扰。从某种程度上说,对“可见”物质看得越清楚,就越难看到中微子。
*面向大地 眼望太空
“阿曼达”(Amanda)望远镜其实就是一个中微子观测站,它的结构同一般的“望远镜”也不同。这个由美国国家科学基金赞助研制的庞然大物身高有400米,还有308个像保龄球大小的感应装置。
但是它不是在天文台里,却被埋在南极1.5公里的地下。它面向大地而非天空,这就意味着尽管“阿曼达”位于南极,它的“眼睛”却可以透过地心望着北极的天空。当可见光和其他干扰信号、射线等都被地球的庞大躯体过滤掉后,“阿曼达”就可以“看到”中微子了。但是即使这样,“阿曼达”也不能看到中微子“世界”的全部。这是因为,即使穿越地球直径那么厚的物质,在1,010个中微子中也只有一个会与质子或中子发生反应。
虽然被地球蒙上了眼睛,“阿曼达”的“眼力”可是世界上独一无二的。
它能“看”到相撞的黑洞、Gamma爆、遥远星系的核心和星球爆炸后的残骸等等。国家科学基金的官员埃森曼(Aizenman)甚至认为,“阿曼达”不仅可以为已知的现象提供更多信息,或许还能发现我们不曾想像的事情或物体。
目前“阿曼达”的设计使命是研究中微子的高能形式,高能中微子所含能量是太阳放射出的低能中微子的1,000倍。另外,当宇宙中出现Gamma爆、黑洞相撞等剧烈天文现象时,都会产生中微子。物理学家希望,用它来搜索太空中以前未知的领域。据计算,“阿曼达”可以把中微子的运动方向精确到3.5度内,这个准确度足以揭示高能中微子的来源。
世界上第一个中微子探测器建于1968年,由美国物理学家雷蒙德.戴维斯等人,在美国的一个地下金矿中建造的。
目前世界上的中微子观测站有许多。美国、意大利、日本、加拿大、法国等都建造了中微子观测站。例如科学家们在加拿大安大略省苏德贝里(Sudbury)地下2,000米深的矿层中,建造了一个充满重水的球形中微子观测设备。法国的“安塔里斯”(antares)中微子望远镜则被安置在地中海深水中,这些观测站虽然设计原理不同,但都是利用地球躯体过滤其他信号。
法国安塔里斯中微子望远镜有许多球状的“眼珠”,它们将被放置于地中海中。(法新社)
*现实之外 仍有现实 中微子望远镜的设计思路是相当有启发性的。原因之一是它采用了一种看似反常的思维方式:要想看到通常看不到的,首先要蒙上眼睛。
中微子的数量几乎是质子的10亿倍,而采用常规手段却难以观测。这一事实背后的哲理既令人兴奋,又让人惆怅。我们对宇宙、生命的理解,往往是来自于经验,而人类的观测能力,即使藉最先进的科技手段,也是很有限的。
人们常说:天外有天。或许我们对现实的关注恰恰阻挡、干扰着我们发现现实之外的现实。而要想看到现实之外的现实,我们不得不首先放弃对现实的关注。中微子望远镜的启示恰恰在于这里。
亿万个中微子组成的画面到底是什么,我们目前还看不见,也摸不着。中微子的“世界”什么样?希望中微子望远镜能告诉我们,哪怕是一点点。
短网址: 版权所有,任何形式转载需本站授权许可。 严禁建立镜像网站.
【诚征荣誉会员】溪流能够汇成大海,小善可以成就大爱。我们向全球华人诚意征集万名荣誉会员:每位荣誉会员每年只需支付一份订阅费用,成为《看中国》网站的荣誉会员,就可以助力我们突破审查与封锁,向至少10000位中国大陆同胞奉上独立真实的关键资讯,在危难时刻向他们发出预警,救他们于大瘟疫与其它社会危难之中。
看完这篇文章您觉得
评论
- 日片《完美的日子》:光影交织中的美和释然(组图)
- 大开眼界!创记录的“人体喷泉”(组图)
- 习近平忌惮三个红二代(组图)
- 【宋紫凤专栏】从潘美到潘仁美 是艺术加工还是神来之笔(组图)
- 江曾一政策藏污纳垢 老虎前仆后继终南捷径(组图)
- 中国经济旧模式大溃败 注定一个时代已经结束(图)
今日重点文章
更多重点文章
72小时热门排行
- 中纪委将重拳出击三大部门 几高官岌岌可危
- 黄菊咽气前栽!曾庆红老大变小三儿(图)
- 江泽民近来出现严重精神系统问题
- 从陈案看曾胡的政治意图及超级权谋(图)
- 丁望:公子(太子)党走红 十七大分饼
- 五.一的武汉街头((组图)
- 最近大陆正流传着一个消息
- 我说曾庆红
热门标签
- 中共肺炎(又称武汉肺炎)
- 拜登
- 病毒
- COVID-19
- 疫苗
- 川普
- 特朗普
- 国安法
- 贸易战
- 习近平
- 华为
- 台铁
- 三峡大坝
- 新疆棉
- 长江
- 洪水
- 袁弓夷
- 港版国安法
- 汉光演习
- 国民党
- 退党
- 弗洛伊德
- BLM
- 中共
- 阎丽梦
- 金正恩
- 王岐山
- 赖清德
- 孟晚舟
- 关税
- 边境墙
- 彭斯
- 美国
- 贸易谈判
- 刘鹤
- 王沪宁
- 江泽民
- 崔永元
- 中南海
- 内幕
- 中共
- 反送中
- 贪官
- 情妇
- 腐败
- 反腐
- 打虎
- 官场
- 看中国
- 一国两制
- 法广
- 社交媒体
- 往事微痕
- 出卖国土
- FB
- 六四
- 朝鲜
- 加拿大
- 脱欧
- 央行
- 债务
- 杠杆
- 美元
- 货币
- 人民币
- 欧元
- 日元
- 港币
- 房地产
- 楼市
- 财政
- 财富
- 中产
- 海参崴
- 台湾
- 蔡英文
- 北京
- 刘强东
- 大妈
- 房价
- 疫苗
- 非洲猪瘟
- 大陆
- P2P
- 雾霾
- 基因编辑
- 防火墙
- 维权
- 709律师
- 上访
- 法轮功
- 网络审查
- 活摘器官
- 江东六十四屯
- 唐努乌梁海
- 长白山
- 白龙尾岛
- 江心坡
- SARS
- 新疆劳改营
- 言论自由
- 女主播
- 央视
- 华人
- 移民
- 华人
- 留学
- 海关
- 遣返
- 签证
- 回国
- 入籍
- 绿卡
- 民生
- 海外
- 加拿大
- 澳洲
- 民国
- 桂军
- 抗战
- 孙中山
- 蒋介石
- 宋美龄
- 邓小平
- 林彪
- 刘少奇
- 中共
- 皇帝
- 诸葛亮
- 易经
- 幽默人生
- 智慧
- 感悟
- 手机
- 预言
- 奇闻
- UFO
- 外星人
- 寿命
- 文革
- 养生
- 紫凤
- 贯明
- 李道真
- 轶飞
- 李云飞
- 云中君
- 辛思
- 夏闻
- 时代漫谈
- 沧海
- 东方纵横
- 唐柏桥
- 王尚一
- 江枫
- 黄清
- 李唐风
- 园丁
- 今涛拍暗
- 李青城
- 秦就石
- 中经研
- 秦天靖
- 江浩
- Eagle Vision
- 李子壬
- 马新宇
- 马来启
- 紫君
- 秦山
- 陈破空
- 戴东尼
- 曹长青
- 邢仁涛
- 瑜正
- 简易
- 肖川
- 伍凡
- 顾言
- 归瑜
- 乙欣
- 陈泱潮
- 徐沛
最新文章
- 洋葱泡红酒真能降血压?洋葱的神奇妙用(图)
- 一项练习 化解为癌症不安的情绪(组图)
- 金正恩核武黑暗面 万名“炸弹奴隶”的哀号(图)
- “妈”字怎么写?一笔一画看哭了无数人(图)
- 加国多伦多庆法轮大法洪传32周年 民众支持(组图)