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神冈探测器数据揭秘物理学未解之谜

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:距今16万年以前,属于大麦哲伦云的一颗与等星发生了超新星爆炸。所谓超新星爆炸,是指质量较大的恒星在寿命将尽时所发生的宇宙最大规模爆炸,其亮度是太阳的100亿倍。超新星爆炸是恒星的终结,同时也意味着中子星这一特殊星体的诞生。所有观测装置都指向超新星1987A,开始贪婪地读取数据。)在这些观测装置中,最独树一帜的就是位于地下1千米的神冈探测器。这是震惊全世界的巨大发现。

神冈探测器数据揭秘物理学未解之谜

距今16万年以前,属于大麦哲伦云的一颗与等星发生了超新星爆炸。

所谓超新星爆炸,是指质量较大的恒星在寿命将尽时所发生的宇宙最大规模爆炸,其亮度是太阳的100亿倍。也可以将这种现象略称为“超新星”。

超新星爆炸是恒星的终结,同时也意味着中子星这一特殊星体的诞生。

在核融合反应的光芒中,质量较大的恒星会以不产生核融合反应的铁元素为中心聚集,当铁块超越一定界限的量之后,就会瞬间崩溃变为超高密度物质。当恒星中心部位的铁块变成超高密度物质时,其冲击会让恒星的外层爆发性地飞向宇宙空间,这就是(引力崩溃型)超新星爆炸的机制。

爆炸后留下了高密度物质。这种质量比太阳更大,半径却仅有10千米左右的超高密度物质被称作中子星(中子星进一步坍缩则可能变成黑洞)。

16万年以前的超新星爆炸产生了大量的光和热,同时也辐射出了中微子,因为铁块崩溃并变为超高密度物质时的反应会产生中微子

光和中微子以(接近)光速在宇宙空间散开,经过16万年才到达地球。(www.xing528.com)

光之中极小的比例偶尔会出现在观测大麦哲伦云的望远镜中,让焦点面的胶卷感光,或者进入监视目镜人类眼中,刺激人的视觉细胞,从而发现大麦哲伦云的异变。1987年2月23日(协调世界时)就是载入科学史的一页。

大麦哲伦云在16万年前的超新星爆炸很快就广为人知(也就是被称作天文学家或天文爱好者的人群),并被命名为“超新星1987A”。

从浩瀚的宇宙尺度来看,距离16万光年的大麦哲伦云其实离我们很近,在宇宙中最多算是后院罢了。在这个后院发生超新星爆炸则是每50年到100年发生一次的罕见情况——对于天文学家来说,一生能遇见一次实属幸运。

而这100年,是观测装置日益进步的100年。巨大的光学望远镜、电子望远镜、搭载在人工卫星上的X射线望远镜等最新观测装置都在等待着百年一遇的机会。所有观测装置都指向超新星1987A,开始贪婪地读取数据。(但大麦哲伦云位于南半球星空,许多北半球的天文台难以观测。)

在这些观测装置中,最独树一帜的就是位于地下1千米的神冈探测器。调取它2月23日7点35分35秒起的13秒内的记录发现,有11到12个中微子从大麦哲伦云飞来并在储水器中发生了反应。

这是震惊全世界的巨大发现。

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