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科学家发现远古宇宙伽马射线 或隐藏"万物定律"

http://www.kexue.com 2012-12-11 09:36:03 腾讯科学  发表评论

远古宇宙伽马射线暴或隐藏终极“万物定律”
艺术家绘制的恒星形成区方向上出现的伽马射线暴

  日本宇宙航空研究开发机构“IKAROS”太阳帆飞船最新宇宙伽马射线暴观测结果:来自宇宙的最高能量释放事件使得科学家们发现探索时空性质的通道。在剧烈的伽马射线暴中,释放的光子或携带了所有时空性质的奥秘,科学家称之为“万物定律”。“IKAROS”太阳帆飞船上搭载了先进的伽马射线暴旋光仪(GAP),日本科学家通过这台精密仪器获得了迄今最高能伽马射线光子的最精确测量数据。

  来自大阪大学的研究人员Kenji Toma在一份声明中提到:这一研究结果从根本上限制了量子引力论,该理论是爱因斯坦的相对论和量子理论的结合产物。伽马射线暴被认为宇宙中最强能量释放事件之一,是恒星死亡或者高致密的中子星发生碰撞时产生的剧烈能量释放爆发。研究人员Kenji Toma和他的研究小组通过对宇宙伽马射线暴的详细测量来研究光子的性质,并确定了它们的极化现象。

  宾夕法尼亚大学的天体物理学家德里克·福克斯(Derek Fox)认为其涉及到的原理类似于大多数电影院中使用的3D投影系统,通过两个极化效应可得到两个信号,并与水平线呈45度,但它们是彼此垂直的。我们只需要佩戴适当的偏振眼镜就可以使左右眼看到对应的像。天体物理学家德里克·福克斯并不是这支研究小组的一部分,但他的研究与此类似。这一发现可能暗示了超弦理论在其中起到的作用,该理论认为宇宙中的所有基本粒子实际上是振动的“能量弦线”,粒子之所以出现不同的类别是因为弦线的振动情况等参数不同。根据超弦理论的研究人员介绍:这是一个企图统一宇宙力量的理论。

  如果这一想法是正确的,那么它将有利于调和爱因斯坦广义相对论和量子力学之间的矛盾,前者可在非常大宏观层面上对天体进行解释,而量子力学则适用于描述非常小的尺度。德里克·福克斯认为我们生活在一个量子宇宙中,量子力学被用于描述在亚原子水平上所有力和粒子的行为,但最终我们希望得出一个量子引力理论对一些宇宙现象进行解释。

  根据超弦理论的科学家预测,如果粒子与反粒子(被认为是另一种形式的正反物质)的时空发生了逆转,那么我们的世界看上去依然是相同的。假如存在证据发现正物质与反物质的行为是不同的,或者违背明显的对称性,那么该证据就能支持超弦理论。德里克·福克斯认为如果我们证明任何一个物理过程可以违反这一进程,甚至在极小的尺度上,也将改变当前构建可描述所有性质力的宇宙大统一模型的方向。

  正因为如此,观测中收集到的数据将富有挑战性,由于许多量子结构尺度都很小,根据当前地球上实验室条件还无法探测,因此基于空间的实验室显得较为必要。科学家迄今探测到的来自伽马射线的光子并没有发现存在极性翻转的现象,如果正反粒子极性发现存在转换现在,那么暗示了宇宙中缺少对称性。研究人员Kenji Toma和他的研究小组此前对三个伽马射线暴进行了更为精确的探测,但是他们并没有发现光子存在极性的改变。

  这项研究成果可能影响大统一理论的形成,相关研究过程将发表在即将出版的《物理评论快报》上。宇宙中发生的伽马射线暴持续时间可从几秒到几分钟,形成的高能光子流可在宇宙中旅行数十亿年之久,但是它并不能穿透地球的大气层。强大的伽马射线暴在短短数秒内释放的能量相当于太阳这样的恒星一生中续集的能力,该进程可在中子星或者黑洞形成过程中发生,这也是恒星死亡的两个可能归宿。另外,中子星碰撞事件也会产生能量释放,可将粒子加速至光速。“IKAROS”太阳帆飞船在2010年5月发射升空,是第一个采用太阳帆动力的探测器。 (Everett)

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