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高能宇宙射线

2022-01-15 20:06:12 来源：网络整理作者：管理员

假如某天早上醒来的时候，发现自己的房子正在被人用机枪扫射，此时可否算得上是十万火急了？你还会悠闲自得地穿好衣服开始新的一天，然后等待经费可怜的科学家去帮你解决这个问题？可是事情就是这么巧，我们说的这个情景，恰恰就是我们在此时此刻的处境。

如果把地球当作你的房子，把宇宙射线当作子弹的话，每天都有无数这样的子弹，在打击我们的大气层，它们携带的能量加在一起，比一次核爆炸还要多。令人不安的是，我们完全不知道这种扫射从何而来，我们不知道这些子弹从哪里来，也不知道他们的数量为什么这么多，更不知道这种高能弹药究竟是怎样形成的？这些神秘的宇宙射线到底是什么？我们又是为什么被他们时时刻刻以巨大的能量攻击？咱们就来聊聊神秘的宇宙射线。

宇宙射线这个叫法可能有点故弄玄虚了，这只不过是一种来自太空的粒子，恒星、还有其他的天体都在不断地向我们发射各种各样的东西，包括光子、质子、中微子等等，我们的太阳就会产生很多太空粒子。我们都知道太阳会发光，除此之外它还会发出很多高能的光子，比如说紫外线、伽马射线等等，这些射线会穿透你的身体并且诱发癌症，但是这些都没法和来自于太阳聚变炉中的中微子相提并论，每秒钟都有数以千亿计的中微子从你的指尖略过。

不过中微子几乎不和其他的物质发生作用，所以你也感觉不到它，也不用为此担心。一般来说，在一千亿个中微子里，只有一个会注意到你的存在，并且与你拇指中的一个粒子相接触。而剩下的绝大多数中微子都会不经过任何相互作用，它们会直接穿过地球。所以说你躲不开铺天盖地的中微子，但是中微子也懒得攻击你。还有更重要的带电粒子，它们会对人体这个精密装置构成一定威胁。

质子还有原子核就是这种粒子，高能的质子它的能量足以撕裂人体，宇航员就要特别小心，并且确保始终能有效防护高能的质子。除此之外，太阳像任何巨大的火球一样难以预测，大多数时候他对我们属于是小火慢煎，当然小火温度也是非常的高。但是有时候它也会消化不良，从而出现太阳耀斑，耀斑会将等离子束发射到遥远的太空，并且释放出额外的有害粒子。任何一个置身太空中的人，都得时刻注意和太阳有关的精准天气预测，一旦探测到这种耀斑，就必须立刻采取额外的防护措施。

每时每刻都有无数太空粒子在打击着地球，而且他们携带着很多很多能量。不过，幸运的是，地球上的我们得到了大气层的保护，大部分击中地球的高能粒子，都与覆盖在地球表面的空气、还有气体分子发生了猛烈的碰撞，并且分解掉了，从而形成了大规模的低能粒子雨。你可能会好奇，北极光或者南极光是从哪儿来的？他们就是宇宙射线流，被北极和南极的磁场偏转而发出的光，但是这种保护只在地球的表面起作用。

如果你在远高于地球表面的地方，比如说去飞机上，你就会被更多这样的辐射所伤害。这些粒子有多快呢？在地球的表面上制造高速粒子的世界纪录，是由大型强子对撞机保持的，它能将粒子加速到十万亿电子伏特，任何东西达到万亿级别都很了不起，这些太空粒子携带的能量更加令人惊奇。宇宙粒子就是每时每刻，都在带着十万亿电子伏特这个级别的能量冲击着地球。那这个冲击的频率有多大？差不多就是每秒、每平方米有一个这样的高能粒子冲向我们，你想想，地球这么大，每秒钟都有海量的粒子，携带着像高能粒子对撞机一样高的能量，冲向我们的地球。

这还不算完，接下来我们还要提到，以更高能量击中地球的宇宙射线，他们的速度更快，大型强子对撞机加速的粒子，与之相比之下就像是缓慢爬行的小婴儿。人类见过来自宇宙的最高能的粒子，它所携带的能量，差不多是大型强子对撞机制造的最高速粒子能量的两百多万倍。这个太快了，是创纪录的太空粒子，物理学家戏称他为oh my god practices，也就是“我的天呀!粒子”!死气沉沉的物理学家，竟然这样大惊小怪，他们受的刺激肯定是不小。

令人意外的是，带有这种疯狂能量的粒子还特别常见，每年大约有五亿个这样的粒子到达地球，也就是说每天都要来上百万个或者每秒有三百个。此时此刻，当你读这篇文章的时候，就有一千个这样的粒子击中了地球，他们携带的能量差不多是二十亿辆大卡车。但是关于能量如此之高的粒子，这里有一个令人震惊的事实，我们居然不知道宇宙中有什么东西，可以发射出这么高能的粒子。

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