研究暗物质将增加我们对 宇宙的理解,但也可以提供实际应用的技术突破。
在南达科他州布莱克山下面,桑福德地下研究设施的科学家们正在使用一种叫做大型地下氙(LUX)探测器的设备来捕捉暗物质的粒子,这种神秘物质被认为可以解释大部分物质。宇宙。在巨大的装置内部,其中包含钛容器内三分之一吨的液体氙,一系列敏感的光探测器等待暗物质粒子与氙原子碰撞并发出微小光线的瞬间。
为了捕获微弱的信号,LUX被放置在一英里厚的岩石层下,这将有助于保护它免受宇宙射线和其他可能干扰信号的辐射。
到目前为止,LUX尚未发现暗物质。但是,随着一套新的校准技术可以提高探测器的灵敏度,研究人员希望很快,最终发现暗物质。“我们继续推动探测器的容量至关重要,”布朗大学物理学教授Rick Gaitskell在新闻发布会上说。
黑暗的起源
如果科学家最终确定暗物质粒子,它将成为追溯到20世纪30年代的搜索的高潮。就在那时,一位名叫Fritz Zwicky的瑞士天文学家确定了一个遥远的星系团旋转的速度,这表明他们所包含的物质比他们所观察到的可见光更多。
从那以后,科学家们一直在寻找暗物质并试图找出它究竟是什么。近年来,研究人员依赖的工具范围从欧洲的原子大型强子对撞机到NASA的轨道运行的钱德拉X射线天文台。
假设研究人员最终掌握了暗物质的性质,可能会出现另一个问题:人类是否有办法利用它?这项研究是为了帮助我们了解宇宙,还是我们可以开发出适用的技术?
实际应用
在纽约大学训练有素的物理学家贾柳 2009年的一篇论文中提出的一种可能性可能是利用暗物质作为能量来源,在极长的任务中为太空船提供动力。
刘的概念是基于尚未验证的假设,即暗物质由中性粒子组成,粒子没有任何电荷。Neutralinos也恰好是反粒子,这意味着当它们在适当的环境下碰撞时,它们会相互消灭并将所有质量转化为能量。
如果事实证明是真的,那么一磅暗物质可以产生近50亿倍的能量,就像等量的炸药一样。是的,十亿有“b”。根据刘的论文,这意味着一个暗物质反应堆将有足够的能力推动火箭船穿过宇宙,并且足够大的核心可以接近光速加速飞行器。
到达星星
作为一篇新科学家的文章细节,刘的暗物质引擎将与传统的火箭非常不同。从本质上讲,它将是一个带有门的盒子,它可以朝着火箭运动的方向打开以舀暗物质。当暗物质进入盒子时,门关闭,盒子收缩以压缩暗物质并增加湮灭率。一旦粒子转化为能量,门就会再次打开,能量会推动飞行器。整个太空航行将重复这个循环。
暗物质发动机的一个优点是宇宙飞船不需要携带太多燃料,因为它可以从宇宙部分地区丰富的暗物质中聚集更多。火箭行进的速度越快,它就越快地攫取暗物质并加速。
一艘100吨(90.7公吨)的火箭飞船理论上可以在几天内接近光速。反过来,这将节省前往我们 太阳系最近的恒星Proxima Centauri所需的时间,从几万年到五年。
当然,除此之外,有些技术和发明是未知的,似乎是不可能的 - 直到我们意识到它们是可能的。
本文选自:今日头条 |