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能将光线弯曲的最小微粒:前子星

仰望星空 /  著作权归作者本人所有

伤我心太深  2017-1-5 23:26

  前子星是科学家推测出的组成物质的一种假想粒子,是组成夸克的一种更小的粒子。提出这一假设的瑞典科学家指出:前子可能存在于宇宙大爆炸后的超密块状物中,而这些物体可以被现有的天文观测技术探测到。那就是在宇宙中可能探测到比中子星、夸克星更加致密的前子星,如果前子星确实存在,它们或许会占宇宙暗物质质量的很大一部分。

  前子星是一种假设的星体,被认为是由强烈的相互作用形成的。根据理论,恒星死亡时会在自身重力的影响下发生坍缩,若其质量为中等,即约比太阳的质量多1.44倍,重力就足够将恒星物质中的电子和质子挤压到一起形成中子星;若该恒星质量更大,中子可能破碎成自身的组成成分,即夸克星;前子星则比夸克星更加致密。


能将光线弯曲的最小微粒:前子星630 / 作者: / 来源:


  前子星是一种假设的星体。理论上,当构成夸克星的夸克因为受到本身重力塌陷的高度压缩,个别的夸克会因此崩坏,组成夸克的前子会分离开来,产生前子星。


  前子星的组成部分——前子

能将光线弯曲的最小微粒:前子星655 / 作者: / 来源:


  前子,简单的说是一种学说,前子组成夸克,是一种更小的粒子。

  宇宙里有豌豆大小却比月球重的物质存在吗?假如原子的组成物夸克是由更小的成分组成的,那么答案便是肯定的。

  瑞典吕勒奥理工大学(Luleå University of Technology)的Fredrik Sandin和Johan Hansson表示:这种叫做前子的假设粒子,可能存在于宇宙形成早期留下的大块浓稠物质中。他们的研究预言;这种超重物质在现今的天文学技术条件下,是可以观测的。这一论断将这一高度假设的理论变成了一个可检验证实的想法。


  如果前子星确实存在,它们或许会占宇宙暗物质质量的很大一部分。


  众所周知,物质具有俄罗斯套娃(Russian-doll)的性质。原子是由质子和中子(合称强子)及质量微小的电子构成的。而强子则是由6种夸克构成的。另外,还有6种与电子相关的基本粒子——轻子。1974年,物理学家Jogesh Pati和Abdus Salam猜测有一类叫做前子的粒子存在。而前子的存在,可以很好地解释夸克和轻子出现的原因。1999年Hasson及其同事断定;3种前子就足以构成目前所有已知的夸克和轻子了。2005年Hasson和他的学生Sandin继续研究;前子聚合是否会生成除夸克和轻子以外的物质,答案是可能的。而且这种前子聚合物是密度比夸克星和中子星还要大的凝块。与中子星比较,前子星是一个把拥有太阳质量的星球压缩成的一个直径不超过纽约长岛的球体。

能将光线弯曲的最小微粒:前子星721 / 作者: / 来源:



  前子星能使光线弯曲


  超密度物体能够使它周围的光线发生弯曲,产生一种透镜的效果,增亮或放大它后面的星球,这一现象就叫做引力透镜效应。借助‘透镜’地球上的人可以更清楚地观测遥远的星球。一般情况下,都认为透镜是由暗物质使可见光弯曲形成的。Sandin和Hansson说,由于前子块很小,它们只会对宇宙伽马射线产生强烈的影响,虽然它不能加强其信号但却可以让伽马射线光谱产生特殊的摆动。另一种观测方法是;两个被约束在共同轨道上的前子聚合物相互作用,就会发射出引力波。倘若它们位于太阳附近,那么它们发射出的引力波就会被引力波探测器捕获。如果这两个前子块很小,它们所发出的高频波动甚至无需使用现有的大型探测器,只需要桌面型设备就能探测到。任何微小的前子聚合物与地球相撞,都足以产生可以被地震波检测仪捕捉到的地震波。“它们太小了,只能在地球上钻出一个小洞。”Hasson说。但是沿着他们的脚步会留下一系列的地震波,而且都是沿直线排列的。这些波与板块相互挤压产生的波动有很大的不同。


  观察黑暗创造前子聚合物看来是不可能的,因为这需要重现夸克出现以前宇宙大爆炸的情景。而这一情景的重现,需要的能量比瑞士日内瓦欧洲粒子物理研究中心大型强子对撞机所能提供的能量还要大。其他的物理学家对前子聚合物的说法有何反应呢——用天文望远镜搜索天空吗? “他们要么对此十分兴奋,要么认为这些都是毫无意义的垃圾,“Hansson说,”处于二者之间的人不多。”不过,英国伦敦玛丽女王学院的理论物理学家John Charap似乎是这样一个中间者。 “这不完全是一个愚蠢的想法,”他说,“毕竟我们需要这样的‘笨’主意来推动对暗物质的认识。现在我们在寻找暗物质的合理解释上举步维艰,新观点可以与其它想法一样,都是不错的候选。”


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