科學家的巡天「眼鏡」 瞭解一下?

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【新唐人北京時間2021年03月02日訊】在上一篇的文章中,我們介紹了在我們生活的這片浩瀚的宇宙中,大部分的物質我們是看不到的,因爲人眼的能力實在是太有限了,人眼可觀測到的可見光波段實在太短,浩瀚的宇宙,在很大程度上對人類說是一片漆黑,所以很多人也就被困在了這個謎中,今天我們就來看看科學家是怎麼突破這層空間。

正是由於人眼的笨拙和短見,所以科學家在探尋宇宙的路上不得不給自己帶上個眼鏡來看宇宙,而這副眼鏡就是各種類型的望遠鏡,前一篇文章中我們提到的哈勃望遠鏡就是目前全球最大的可見光波段的望遠鏡。

那除了在可見光波段顯現的普通物質,這宇宙中還含有大量的不可見光的物質,比如暗物質和暗能量等,所以對付各種不可見光波段的望眼鏡也就運營而生了。比如對付X射線的錢德拉X射線天文臺,尋找伽馬射線天體的康普頓伽瑪射線天文臺,以及尋找紅外天體的斯皮策空間望遠鏡。以上這幾個望遠鏡都是被發送到天空中的望遠鏡,其實更直觀的說它們都是地球的軌道衛星,只是作用是探索外太空的。

在地球軌道上的哈勃望遠鏡(圖片來源:Wikipedia Commons)

除了被發射上地球軌道的這些望遠鏡,最早期的望遠鏡都是坐落在地面上的,比如各種類型的天文臺。這些天文臺除了含有傳統物鏡的傳統天文望遠鏡,如今更多的是射電望遠鏡,說白了就是一組或多組天線和無線電接收機,用來接收天空中從天文射電源的無線電波。

位於澳大利亞新南威爾士州帕克斯天文臺的64米口徑射電望遠鏡(圖片來源:Wikipedia commons)

除了以上兩種,今年來學界又開始流行起了以觀測中微子爲主的中微子天文臺。中微子這種東西大量的產生於恆星內部的核反應、超新星爆發等過程,它是一種輕子並且不參與電磁相互作用,其他物質之間的作用非常微弱,使得它們可以幾乎毫無阻礙的穿過地球和我們的身體,以及周圍所有的一切。如果把高能電子射向一塊幾釐米厚的金屬,電子會與金屬原子中的其他粒子碰撞損失掉絕大部分能量,而要截住同樣能量的中微子,恐怕需要一光年厚的重金屬才行~~對人來說,它是微觀中的渺小之物本來不值一提,但是它又是宏觀中巨大之主,無處不在。不知當年菩提樹下釋伽牟尼佛參悟出的那句「其大無外,其小無內」是不是蘊含其意。

由於中微子和其他物質之間作用微弱,歐洲科學家計劃在地中海底建造巨大的探測器,利用大量的海水來捕捉中微子。這是一個由10個國家的40個科研機構合作開展的項目,新的探測器叫做KM3NeT,計劃將佔據3立方千米的水下空間。探測器由安裝在水下高塔上的數萬個光電倍增管組成常規3D陣列,每個陣列含31個光電倍增器,沿著錨定在海牀上的柔性線等距分佈。當中微子與原子核碰撞時,可能產生μ子,其在水中運動會發出切倫科夫輻射,光電倍增管即可以捕捉到這樣的閃光。

目前KM3NeT位於地中海的分佈式海底研究基礎設施,將託管下一代中微子望遠鏡網絡。位於KM3NeT-Fr站點的ORCA望遠鏡,主要目的是通過研究大氣中微子的振盪來確定中微子的質量層次。位於KM3NeT-It站點的ARCA望遠鏡將用於高能中微子天文學。

今天介紹的這些科學家的眼鏡們,看起來都很高大上,但是不論上天的、下海的還是在陸地上,看起來都又大又蠢,而且沒電還不行。人類什麼時候擺脫眼鏡直接看向宇宙的深處呀!!在現實的迷霧中探尋恆古的記憶,請期待我們下一篇文章。

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(轉自希望之聲國際廣播電台/責任編輯:葉萍)

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