登陆注册
17145900000019

第19章 飞向宇宙(6)

地球和火星每隔两年会迎来一次近距离接触,平均相距5500~5800万千米。如采用“空间翘曲飞行”,利用空间本身的能量将距离压缩到1000千米左右时,即使利用普通列车的100千米/时左右的速度,也可在8~10小时内抵达火星。

真空能甚至可将空间压缩成更短,因为空间本身没有质量和惯性,因此它的移动速度也就不会受光速限制,瞬间尺度的变化率也是可远超过光速。当空间压缩到一定程度时,这时的宇宙间的真空能极化到已能够将相距遥远的两个位置连接在一起,在它们之间建立起来沟通的“桥梁”我们又称之为超维空间。这是一个完全独立于三维空间之外的其余维度空间W。因为宇宙是多维空间,在有限区域之间实现无边界的闭合,也反映了宇宙空间的不平坦。

当真空能出现极化导致空间某处发生变形,空间便出现不平坦的情形,三维宇宙矢量开始向其余维度W分化形成多维宇宙矢量。这种多维宇宙向量是正常三维向量X、Y、Z和其余维度W的合成矢量,它在宇宙所有维度矢量上都有分量,通常的三维矢量在其余维度向量分量上是零。随着极化的加剧,多维宇宙矢量在其余维度的分量越明显。当能量极化到出现超维空间隧道时,便出现和X、Y和Z完全正交,指向超维空间内部区域的矢量,那里是完全脱离于X、Y和Z之外的其余维度空间W,也就是人类进行星际旅行的另外一条不受时空和地域限制的通道。

由于W随着宇宙膨胀而变得很小,我们只有依靠瞬间极化的真空能来开启它。虽然宇宙之间充满了真空能,但是正负能量通常处于中和状态,只有将正负能量分离,产生像具有电压一样的场,能量出现极化,超维空间才能被我们所利用,人类实现星际旅行的终极梦想才会实现。

以上我们对宇宙的认识可能只有等到未来才能实现,但是现实中人类对暗能量(或叫真空能)和暗物质的研究才刚刚开始,这两种最神秘的事物也许和真空有着极大的联系。

探索未知宇宙

暗物质与暗能量

在80年以前,科学家通过观测遥远的星系,发现大型星系团中的星系拥有极高的运动速度,而观测到星系团实际的质量与能够束缚这种运动速度所具有的质量不符,两者大约相差100倍。在星系团间能够产生拥有这种庞大的质量效应的神秘物质就是暗物质。

目前为止,我们还无法直接观测到暗物质,我们只知道暗物质约占宇宙全部物质的23.6%;暗能量是造成目前宇宙加速膨胀的神秘力量,这种暗能量约占73%,其余4.4%的物质便是人类目前可观测和认识的显物质,显物质占整个宇宙的比重极低,如果仅通过显物质来研究和预测宇宙的起源和发展,无疑是很不全面的。单就暗物质来说,现阶段之所以不能对其充分的认识,并非暗物质很神秘,或许是我们的技术还没有发展到一个足以观测到这种物质的程度。

宇宙中游离态的夸克、胶子以及中微子等物质被认定为暗物质的一部分。在宇宙大爆炸早期,诞生的夸克和胶子在温度极高的环境下处于游离状态,称之为“胶子-夸克”等离子体。随着宇宙膨胀,温度逐渐降低,极少部分的夸克在胶子的涡旋状态下,与其一并结合成质子和中子,最终形成我们今天所能观测到的原子和分子。但是大部分夸克和胶子却依然保持着游离状态,散布在整个宇宙空间,它们更不能形成现在我们所能看到的物质,而变成了暗物质。

人类目前对物质了解的手段,最直接来源于观测。当光线照射到物体表面发生反射和吸收,光线的波长受到物体影响而变化发生散射,通过这种变化我们感知到物体的存在。对于微小的原子、亚原子、粒子(质子或中子),其大小一般在1 0002d0039~10-10m之间,可以采用波长极短γ射线进行观测,但是对于像胶子和夸克这种暗物质粒子,γ射线就无能为力了。

已知夸克粒子的尺度为10002d00310038m,胶子的尺度更小,为10-21m,而γ射线却有10-11~10-12m。这就好比用人眼所能感知的可见光去观测微小的细菌和病毒一样,由于光线波长远大于粒子尺度,所以不能影响到光波和频率的变化,也就看不到它的存在。而目前人类无法制造出比γ射线波长更短的光线,只能通过这些暗物质粒子与其他粒子的相互作用效应,来间接实施观测。

2010年11月8日,欧洲核子研究中心(CE RN)利用大型强子对撞机进行铅离子对撞实验(ALICE)。以接近光速运行的两束铅离子在撞击瞬间,能够产生10万亿摄氏度的高温,而这个温度是137亿年前宇宙大爆炸一万亿分之一秒内所具有的温度。在这个温度下将产生“夸克-胶子”等离子体,这有可能是人类探索暗物质的开始。

自然界中的暗物质极难捕捉得到,所以我们用对撞机制造暗物质,是一个很好的研究途径。承担此项实验的ALICE长约26米,高与宽各16米,重量约为1万吨。之所以选择铅离子作为实验粒子,是因为铅离子拥有很大的质量,相对原子量为207。将铅离子加速到接近光速时,其拥有的能量是质子的200倍。在发生撞击时,可拥有更高的能量密度,获得更高的温度。

这里再次提到大型强子对撞机已经是第四次了,这个由80多个国家,汇集几千名科学家的智慧和汗水建造的世界上最大的探测器,代表着目前人类在物理学、宇宙学研究上的最高发展水平。随着它的投入运营,人类目前面临的宇宙中亟待破解的未知理论将会被逐一探知。未来,人类对宇宙的了解将寄托于这台机器。我们也希望LHC不负众望,随着每一次的撞击将人类的思想逐渐带入一个全新认识的宇宙世界。

中微子超光速现象

2011年,所有的科学家都期待着能够证实希格斯粒子的存在,但是一项由意大利格兰 萨索国家实验室进行的研究中却得出了一个令人难以置信的惊人结论:他们测得的中微子运行速度超过了光速!这一消息一经传出便震惊整个世界。

这项实验首先由欧洲核子研究中心的超级质子同步加速器释放出高能质子流。质子流通过轰击石墨靶,产生k介子和π介子,这些介子中的一部分很快会衰变成μ子和μ子中微子。然后所有这些粒子都将和一个铁-石墨靶碰撞,由于中微子尺度极其微小,可穿透任何物体,所以最终只有中微子穿透铁-石墨靶,径直飞向相隔732千米的意大利格兰 萨索实验室,其余粒子均被阻挡。

实验结果不可思议地显示中微子的运行速度比光速还要快,中微子走完全程所用时间,比光要早60纳秒(1纳秒=10-9秒)。虽然后经反复谨慎测试,排除了实验误差的可能,还是得到了和最初相同的结果。于是格兰 萨索实验室于2011年9月23日向外界正式公布了他们发现的中微子超光速现象。

同类推荐
  • 四川省第一次全国污染源普查成果汇编

    四川省第一次全国污染源普查成果汇编

    本书是四川省环保系统进行全国第一次污染源普查后的成果汇编。全书就四川省污染源普查的经过和结论进行了详细的报告,包括总报告(国家发令、地方筹组、全面铺开、详细经过、主要结论,等等)、技术报告、各类污染源普查分报告(放射性污染源、农业污染源、废气废水污染源、生活污染源、工业危废医废,等等),全方位立体地如实反映了四川全省各地区各行业各类污染源的存在现状,对四川省的污染情况进行了全面摸底,为以后科学合理地进行污染治理提供了详实的基础数据,有利于全省乃至于全国的环境保护工作科学开展。
  • “三江”水能开发与环境保护

    “三江”水能开发与环境保护

    本书是中国西南民族研究学会和云南民族研究学会和云南民族大学于2004年9—12月(其间12月1—2日曾联合召开国际学术研讨会)组织的关于云南怒江、澜沧江、金沙江水能资源开发与环境保护调研的重要成果,共包括41篇按设计要求撰写的论文,其中有对云南三江水能资源开发与环境保护进行综合研究的7篇,对怒江水电开发与环境保护进行专项研究的22篇 ,对金沙江水电开发与环境保护进行研究的5篇,其他针对某一种观点进行评论的7篇。该成果对于云南社会经济的发展既具有重要的理论价值,也具有重大的现实意义。
  • 豪赌三万英尺:空中客车挑战波音霸权

    豪赌三万英尺:空中客车挑战波音霸权

    本书详细地讲述了空中客车公司如何从一棵幼苗长成参天大树,以及从一个被美国飞机制造商嗤之以鼻的欧洲公司一步一个脚印地超过波音公司成为世界头号民用飞机制造商的艰难发展历程。在这漫长的过程中,公司既要面对美国制造商的强大压力,又要克服合作伙伴之间由于特殊的体制带来的种种矛盾和来自政治(包括政府)的种种压力,几乎是举步维艰,走一步摆三步。全书的戏剧性和故事性极强,空中客车公司每一次陷入绝境时令人叹息,每一次峰回路转又令人拍案叫绝,而折射出的经验与教训又使人回味无穷。本书可作为航空界管理与科研人员的参考读物。
  • 导弹:千里之外的杀机

    导弹:千里之外的杀机

    本书从导弹概览、导弹巡展两方面,对导弹武器的研制过程、结构原理、分类及其对人类社会的影响和未来发展等进行了详细的阐述,向青少年读者揭开导弹的神秘面纱。
  • 飞机的故事(征服太空之路丛书)

    飞机的故事(征服太空之路丛书)

    《飞机的故事》是征服太空之路丛书之一,由刘芳编著。《飞机的故事》图文并茂,从不同角度、不同层面向你展开一幅幅美丽的太空画面,让你在学到有关太空知识的同时也能领略到独特的太空美,相信定会使你受益匪浅。现在就开始这次意义远的太空之旅吧。
热门推荐
  • 爱神迷踪馆

    爱神迷踪馆

    在一场山泥倾泄的灾难里,夏雨瞳借助尹熙妍的身躯复活了,这令她和尹熙妍的男友日凉产生了痛苦悱恻的感情。日凉的好友沐小轩决定拯救夏雨瞳,协助她到伍德切斯特公馆寻找复活的机会,却先后遇到九宫王族背叛者偃柒夜和吸血鬼殇夕。殇夕因此发现了夏雨瞳的纯吸血鬼体质,为得到她的能力而搞出许多是非,并且利用尹熙妍来打击她这段复杂的感情。
  • 他叫守望者

    他叫守望者

    你是否知道这样一群人,他们在黑夜中穿梭于都市,行走在一个又一个危机四伏的地方,保障着人们的安全;你是否知道这样一群人,他们冷若寒冰,却又热情似火,陪伴着朋友爱人行走向无限的未来。
  • 乐育堂语录

    乐育堂语录

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 倾卿子衿

    倾卿子衿

    约定了七生,错过了七世。他寻寻觅觅,她忘却前尘。纵有千千劫,却厮守不离。“这一世,不会再让你逃的。”“你已经离开够久了,回家吧。”
  • 名门宠婚之大牌明星

    名门宠婚之大牌明星

    她是娱乐圈著名的双料影后,是男人最为期待的国民初恋,却不乏负面新闻,只是高中毕业、未曾读过大学。他是贺氏集团总裁,不仅手握重权,也是全国女人最想嫁的黄金单身汉。杂志里,他和她的名字紧紧地靠着。她以为,那不过是冰冷的文字排列。却不知道,有一天,如雪山之巅般高冷的他,会朝她露出温柔的笑容:“景晏殊,嫁给我。”
  • 冷若冰霜

    冷若冰霜

    一瞬间的变故,会改变一生的幸福,一个家庭的变故,却会改变一个人的一生,当冷如霜这个昔日的乖乖女,从幸福的天堂坠落凄苦暗无天日的地狱时她以一种固执的方式将自己封闭,从情感,从心灵,只到生命重生的奇迹,代表什么?是上苍怜你孤苦,再给你一次把握生命,珍惜光明的机会?或想令你真正体会情感的真谛?
  • 桃运校园

    桃运校园

    平凡高中生意外获得无上全能功法,会隐身可透视,穿墙遁地无所不能!高不可攀的女神校花,做我对象吧!
  • 点亮心灵的灯:李天岑作品评论集

    点亮心灵的灯:李天岑作品评论集

    本书是李天岑的小说评论,著名作家李佩甫说:“李天岑是一个扎扎实实写作的业余作家,多年来他始终保持创作的激情,用心描绘着他在生活中捕捉到的新故事新人物。”写人心折射世道变化,写世道彰显人心,两者互相折射,互相彰显,互相深化,形成天岑创作的基本内涵,也是他社会角色的基本内涵……举重若轻的叙述能力,老到的文字,骨子里冷峻的幽默感,是天岑小说的特点。
  • 魔神封印之诛神大战

    魔神封印之诛神大战

    天上掉下个大傻神,碰见无赖流氓叶刑天。天帝转世,魔神魂胎,两人到底如何选择?一个惊天秘密,让放荡不羁的叶刑天,成为了凡间的救世主。为救人间凡界,他踏上了寻宝的路途。危险重重。困难险险,他能成功吗?他能解救凡间天庭吗?大魔神即将冲破封印,时间不多了。出发吧,叶刑天。
  • 痹门

    痹门

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。