当前位置: 金属 >> 金属介绍 >> 宇宙由无数粒子组成,那么宇宙粒子有何特点
导语:宇宙中存在着许多神奇的现象,近些年来科学家发现了越来越多的有趣的现象,我们也对宇宙的发现越来越多,正是因为有如此多的现象,宇宙才会如此的充满着神秘,接下来让我们看一下发现的一些宇宙景象。
01发现的中等质量的黑洞和引力波
1、中等质量黑洞和引力波介绍
除了上面提到的超级黑洞之外,天文学家们认为宇宙中有一个“中等质量黑洞”,它的质量介于上述两种类型的黑洞之间,比太阳大-,倍。中等大小的黑洞很难确定。在此之前,天文学家一直在邻近的球状星团和活动星系核中寻找中等质量黑洞的候选者。
在年5月21日,美国引力波探测器LIGO和欧洲的引力波探测器VIRGO检测到一种引力波信号,GW为GW,GW为GW,GW为引力波的英文缩写,数字表示发现日期。此后,两个研究组经过分析计算,证实了这一引力波信号是由两个黑洞并合前后产生的。虽然黑洞一直在释放引力波信号,但这些信号的频率只能在LIGO和VIRGO之间检测到。
2、对两者的研究
研究结果表明,在并合之前,这两个黑洞的质量分别是太阳的85倍和66倍,合后形成了一个比太阳大倍的大黑洞。大约9个太阳的质量在并合过程中,被引力波损失。
这个黑洞的质量是太阳的倍,并且被认为是第一个完全确定的中等质量黑洞。相关的研究结果发表在PhysicalReviewLetters,美国《物理评论快报》。
02正、反物质的中微子振荡是不对称的
1、中微子振荡现象
四月十五日,《自然》杂志刊登了T2K中微子国际合作小组的一篇论文[7]。这项试验的基本过程是:利用日本东海县的加速器来制造中微子,并将中微子送往距离神冈(Kamioka)公里外的超级神冈探测器,在此距离上,中微子发生振荡。拥有50,吨高纯水和13个光电倍增管的超级神冈探测器是非常灵敏的中微子探测器。由于从Tokai到(to)Kamioka,所以简写为T2K。T2K是许多国家如日本的合作小组。
T2K合作组的研究人员收集了-年间T2K实验中的中微子和反中微子数据,并结合其他实验室的数据排除CP守恒。
在粒子物理学中,C是电荷,P是空间对称(宇宙称谓)。一九五六年李政道和杨振宁的论文提出,在弱相互作用中,空间对称不成立(“宇称不守恒”),这一理论很快被吴健雄等人证实。因此,李与杨获得年诺贝尔物理奖。
2、空间与电荷的变换
后来,有人推测:空间和电荷同时变换(CP),物理定律也能守恒。但在年,克利青(J.H.Christenson)、克罗宁(J.W.Cronin)、斐奇(V.L.Fitch)和图雷(R.Turlay)的实验表明,CP也不守恒。Cli青和Fairch因此被授予年诺贝尔物理奖。
CP不守恒、弱相互作用与中微子密切相关。在宇宙中CP不守恒的现象也与正-反物质的不对称密切相关。科学家一直无法解释为什么宇宙中的物质比反物质稍多一点。
这次T2K小组的报告表明,CP破缺的程度可能非常高,这为人类了解这个问题提供了新的线索。然而,这项发现的置信度(可信)仅为95%,仅为“2西格玛”;而在粒子物理学中发现新现象则要求置信度达到5西格玛(99.%)以上。这一结果与发现有一段距离。在未来,强度更强的中微子探测器将获得更可靠的结果。Nature将此项研究结果列为年十大科学发现之一。
03盖亚卫星团队介绍
1、盖亚卫星团队发现
年12月3日,由剑桥大学领导的国际天文学合作小组发布了一份图表。这一星表是根据欧洲太空总署GAIA(GAIA)卫星所进行的观测而编制的,它包括了人类的精确位置、距离、运动状态、颜色等重要信息。
Guida在年12月19日从太阳与地球连线外侧,距地球约万分之一米,这是日-地系统中“第二拉格朗日点”。这一区域内,它像蜜蜂一样游走(严格地说是绕李萨如运行的轨道),一边跟随地球绕太阳运行。
Gaya在不同时刻以不同的视线观察星星,因此不断地获得任意两眼视线间的角度,即所谓「视差」。将任意两次测量的视差结合任意两个测量点所处位置的距离,就能计算出恒星的距离。
尽管这样的图通常都是等腰三角形,但是实际上视差可用于任何一个三角形。天文距离也不能用两次测量来确定,要多次测量。
2、对天体的测量
将地球的轨道半径作为基准,如果恒星的视差是1角秒,那么其距离就被定义为1秒的差距。天文学家在确定光速之前,一直用它来描述恒星的距离。在确定了光的速度之后,人们才用“光年”。一秒的距离大约等于3.26光年。时至今日,秒差仍然是天文学中使用的距离单位之一。
这种方法是几千年来天文学家用来测定天体距离的方法,非常原始,但是很可靠。科学家利用这一方法先后测定了月球、火星和太阳以外的一些恒星的距离。由于探测的精确度越来越高,天文学家使用这种方法来确定更多星系中恒星的距离。
Gaya的照相机拥有十亿像素。发射5年后,盖亚每个目标都要70次,这样就可以确定它们的精确位置、视差和速度,其精确度相当于几百千米外观察一根发丝的粗细,剑桥大学的FloorvanLeeuwen指出,对于一些恒星来说,精度甚至达到了2千米外的粗细[8]。
这种强大的能力使得Gaya能够测量出2千万颗恒星的距离,误差不小于1%,在误差10%范围内测量出2亿颗恒星[9]。因为它强大的测量能力,盖亚被称为宇宙的GPS系统。
Gaya的观测还能使研究人员导出它观察到的所有恒星的温度、表面引力、星际介质消光、金属含量等物理量。对较亮的恒星来说,Gaya也能测出其化学组成[9]。除了这些,盖亚还能观察到超新星,类星体,太阳系外的行星和小行星。
3、盖亚卫星团队的数据
Gaya于年和年发布了两批数据,其中第二批包含了16亿颗恒星。这次数据是第三批的,不仅包含了更多的恒星,而且比以前的数据更精确。
太阳绕银河系中心的速度为每秒千米。Gaya的这一数据也显示,目前太阳正以每秒7毫米的速度接近银河系中心[8],也就是每年接近该星系中心米。别担心,地球到银河系中心的距离大约是2万7千光年,1光年约9.46万亿千米,而现在距离太阳落入银河系中心还有很长时间。
另外,此次发布的数据还包含了非同寻常的精确测量,个恒星,秒差距(光年)。根据这些数据,天文学家能预测出此后16亿年间30颗恒星的运动轨迹[8]。Gaia的工作将至少持续到年,并可能延长到年,其数据定位精度将是目前的1.9倍,而恒星移动数据的精度是目前精度的7倍[8]。
结语:这些有趣的发现帮助我们快速了解了宇宙的神奇之处,也同时告诉我们宇宙充满着神奇与未知,我们应该坚持不懈去探索宇宙的神奇,总有一天我们人类的科技文明会走向宇宙。