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2016年12月5日 分享: Facebook Google+ LinkedIn StumbleUpon Pinterest Email 打印機版
 
 
地球磁場外有光速電子 科學無法解釋(多圖)
 
曹坡律
 



高速電子的速度快到違反當前人類所知的物理模型。

【人民報消息】美國國家航空暨太空總署(NASA)是世界上最先進的航空研究中心,但這是對地球人來說的。人類要想研究明白自己頭上的天體,這是永遠都做不到的事。所以天文學家窮其一生,最多看到的也就是一些表面現象而已,真正的宇宙對於人類來說永遠是迷。

科學家發現,在地球磁場外的空間區域,檢測到幾乎可加速到與光一樣速度的電子,但沒有人能解釋為什麼會出現這種情況。

以人類目前對粒子物理學上的理解,這種加速應該不可能離磁層(magnetosphere)太遠,但是事實卻駁斥了這種說法。現在物理學家們正在試圖搞清楚為什麼物理學界的老前輩留下的專著變的一錢不值,到底是什麼樣的能量可以推動它們達到這如此驚人的速度。

「這是一個令人困惑的情況,因為我們在那裏看到了我們覺得不應存在的高能量電子,而目前為止也沒有任何模型能解釋它們的存在」,來自太空總署戈達德(Goddard)太空飛行中心的研究人員之一戴維.紮伊爾伯(David Sibeck)說。「我們的基本知識並不完整,欠缺了一些部份。」

實際上,欠缺了不只是一些部份,而是從始至終都沒研究明白,也不可能研究明白。

太空總署說THEMIS檢測到了高速電子,而它的任務中包括發送5顆衛星到地球軌道來觀察我們星球的保護磁場如何捕獲和釋放太陽風和宇宙輻射。



太陽風與火星上層大氣相互作用,但通過全球磁場(藝術家的概念)偏轉經過地球。



旅行者1號與2號探測器穿越終止激波的位置與太陽風層結構的理論圖。



卡西尼號探測到的太陽風層結構,可見太陽風鞘呈近似球形。

它們的主要目標是為了幫助科學家了解是什麼觸發了地磁暴,因為這些地磁暴(geomagnetic storms)可能會嚴重的破壞地球上的通信系統,但一旦它們碰到地球磁場之外的前震邊界區域,它們就掀開了一整套全新的問題。

太陽一直不斷地向我們發射高能電子,但它們都在可對我們造成任何威脅之前就被超強磁場給抵擋掉了。是誰做出這個動作在默默保護人類?科學家應該研究的是這個,但他們不敢觸碰這個領域。

報導說,當這種交互作用發生時,電子遇到磁層的最外層,稱為弓激波(bow shock)的磁場使它們減速,然後把大多數的電子偏轉回太空。但其中一些將被反射回太陽,形成一個高能量,超快速的電子,而它們都剛好在磁層外,一個稱為前震邊界的區域(foreshock boundary region)。幾十年來,人們認為這些電子是因為在弓激波彈來彈去才得到了它們的能量和速度。

物理學家認為,每次這些粒子與我們的磁屏碰撞,它們就會獲得越來越多的能量,並且可以加速到幾乎跟光一樣速度。

但是,來自THEMIS衛星的新觀測顯示,電子也可以通過前震區本身的電磁活動獲得能量,但沒有人能解釋這如何發生。

「以前我們認為電子不可能來自於弓激波,」太空總署說道。

「如果電子在弓激波中加速,它們將具有優選的運動方向和位置,與磁場線一致,並且在弓激波一個小特定區域裏離開。」然而,團隊發現到電子往所有方向移動,而不僅僅是沿著磁場線,弓激波裏只有占電子能量的十分之一。研究人員做出結論說,電子的加速原因必定來自於前震邊界區域。

太空總署說道,「這些發現可能會改變現有的理論,即電子不僅可以在地球附近的區域中加速,並且還可以在整個宇宙中加速。」

該團隊計劃從THEMIS衛星收集更多的數據來確認這些電子如何被加速到如此令人難以置信的速度,但其中研究人員之一林恩·威爾遜(Lynn Wilson)建議我們需要開始以更小的規模來思考,以找到答案。

「這似乎在表示這些難以置信的事情是小規模的東西在操作的,因為大規模的東西無法解釋它」,她說道。

我們發現,看這些與天體有關聯的新聞很耽誤時間的,一來這些科學術語很生澀,二來那些研究成果都無法真正解開宇宙之迷。(文/曹坡律)△

(人民報首發)

文章網址: http://www.renminbao.com/rmb/articles/2016/12/5/64599b.html
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