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揭开宇宙形成的秘密的时刻到了

yxhu 2008-9-11 15:36:05 阅读 2005 来自: LAN
前面和别人讨论太激烈,现在换个话题。看看我们的科学家们在干吗。

如果大家现在去看看 www.google.com 的logo(见附件),你们会发现一台超大强子对撞机。
这是一个重大的历史时刻,这次试验有可能揭开宇宙形成的秘密,有可能证明我们伟大的
牛顿定律不正确, 还有可能我们的地球就从此消失了。 已经有人因为这个实验而自杀了。
见: http://au.news.yahoo.com/a/-/latest/5007823/big-bang-makes-girl-suicide






新闻源文如下:


大型强子对撞机

  ATLAS端盖液体氩热量计

  2007年科学家绘制的宇宙暗物质三维数字地图

  ■世界最大粒子加速器启动,耗资约536亿人民币,近80个国家和地区参与

  ■一些人担心“撞出黑洞毁灭地球”,科学家因此频遭死亡威胁

  当地时间10日上午9时30分(北京时间10日15时30分),欧洲大型强子对撞机(LHC)启动,加速第一批质子,测试超导电磁体控制性能,为高速粒子对撞实验做准备。与此同时,很多民众担忧这会吞噬地球,使得科学家哭笑不得,甚至不断收到死亡威胁的电话和电子邮件。

  大型强子对撞机2003年开始修建,将近80个国家和地区的2000多名科学家参与这一研究项目。这项耗资44亿英镑(约合人民币536亿)的实验其目的是重现宇宙大爆炸(宇宙起源)之后的情形并提供有关生命积木的重要线索。一些科学家称,10日将成为物理学研究的重要里程碑。

  耗电量=日内瓦所有家庭用电量

  大型强子对撞机是世界最大的粒子加速器,建于瑞士和法国边境地区地下100米深处的环形隧道中,隧道全长26.659公里。

  对撞机“开足马力”后,能把数以百万计的粒子加速至将近每秒钟30万公里,相当于光速的99.99%。

  据介绍,在一项长达10小时的实验中,粒子流每秒可在隧道内狂飙11245圈,粒子束的运行距离可能超过100亿公里,足以在地球与海王星之间做个往返。大型强子对撞机将消耗120兆瓦特电量,相当于日内瓦所有家庭的用电量。

  10万倍于太阳温度

  欧洲核子研究中心定于10日将第一批质子注入对撞机,开始加速测试。科学家将检验对撞机各组成部分电路,检测对撞机整体运行状况。如测试成功,欧洲核子研究中心下一步将着手反方向的粒子加速测试,为粒子高速对撞做准备。

  运行方向相反的两束高速粒子流一旦对撞,碰撞点将产生极端高温,最高相当于太阳中心温度的10万倍。

  唱RAP展示对撞机

  大型强子对撞机实验可能正让一些人对世界的未来产生恐惧。但令所有人都没有想到的是,有人居然将对撞实验编成了说唱歌曲(RAP),让物理学实验与音乐扯上关系这种看似不可能的事情成为一种现实。

  这首说唱歌曲的一段歌词是这样的:“两束质子在环中旋转穿行/直至到达探测器的心脏/然后碰撞/所有在极小空间内聚集的能量变成质量并在真空中创造粒子。”



  2个假设的梦魇

  地球毁灭?世界末日?

  有的科学家担心,在启动强子对撞机的问题上应该慎之又慎。实际上,自1994年多国参与的欧洲粒子物理研究所(CERN)首次提出制造大型强子对撞机以来,有些灾难预言家便危言耸听地指出,“复制”大约137亿年前大爆炸发生后的宇宙初始形态,将导致一场灾难,虽然这种可能性很小,但危险是真实存在的。

  不久前,一支人数不多的持反对观点的科学家向欧洲人权法庭提起诉讼。他们认为,大型强子对撞机实验产生一个“迷你黑洞”的可能性虽然很小,但这种可能性并非不存在。一旦产生黑洞,地球将面临被吞噬的命运。

  更有人认为,后果远不止产生黑洞这么简单,对撞实验可能对时空结构引发灾难性的连锁反应,进而将整个宇宙撕成碎片,就像是一颗气球爆了一样。为此,他们提出了两个可怕的假设。

  第一个假设:我们根本看不到任何预兆,可能用不了1个月,地球上的所有的生命都将突然终结。在此之后,可怕的地震突然发生,地质学家意识到可能发生了一些可怕的、人们想象不到的事情。几天后,地震造成的混乱将达到灾难程度……最终,整个地球走向毁灭。

  第二个假设:整个过程一点预兆都没有。在大约1/12秒时间里,整个地球便在太空中消失。在不到2秒钟里,月球随地球而去。8分钟后,太阳被劈成两半……更严重的是,太空结构裂缝导致的巨大破坏以光速向外蔓延,任何地外世界都将走到生命的尽头。

  4大驳斥的理由

  “迷你”黑洞不可能毁灭地球

  一些人担心,高速粒子流对撞产生的巨大能量会产生“黑洞”,瞬间吞噬地球。为此,欧洲核子研究中心不得不委派一个专家小组,借助于计算向人们证实,这种情况不可能发生。法国方面也作了类似安全评估。

  科学家解释说,首先,大自然可以产生比大型强子对撞机以宇宙射线形式产生的粒子的能量更高的次原子粒子。这些高能粒子通过太空中巨大的磁场和电场提供的能量获得加速度,数十亿年来,它们大量降落在地球上,很多时候它们试图吞噬地球,然而我们安然无恙。

  第二,这些微型黑洞不仅仅是一些小黑洞,它们实际上只有亚原子大小,也就是跟电子或质子差不多大。猫科动物从凶猛的狮子到温顺的家猫,可以说是体形各异,大小不一。黑洞家族跟猫科动物一样,从超级黑洞,到非常微小的黑洞,这个家族也拥有个头不一的成员。

  第三,这些微型黑洞很不稳定,它们很快就会垮塌。事实上这些黑洞是朝着相反的方向发展,喷出放射物,所以最终会消失得无影无踪,而不是不断吞噬物质,变得越来越大,最后吃掉地球。黑洞通过释放放射物最终消失这个过程,是由剑桥大学物理学家斯蒂芬·霍金提出来的。所以,这些次原子大小的黑洞会自然而然地自毁。一些评论人士称,这些微型黑洞可能会被地球重力场捕获,但是它们消失得太快,根本来不及对任何人造成危害。

  第四,根据维尔纳·海森贝格的“不确定原理”,任何事情都有些微发生的可能性。因此大型强子对撞机或许会产生“火龙”。然而发生这种情况的概率非常小,也许在宇宙的一生中都不会有这种事情发生。

  对撞机6大实验

  利用大型强子对撞机(LHC)进行的6项实验都在国际合作的模式下完成。每一项实验都截然不同,这是由其使用的粒子探测器的独特性所决定的。

  两项大规模实验——ATLAS(超环面仪器实验的英文缩写,以下简称ATLAS)和CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)——均建立在多用途探测器基础之上,用于分析在加速器中撞击时产生的数量庞大的粒子。两项实验的研究规模和研究层面均达到前所未有的程度。使用两个单独设计的探测器是交叉确认任何新发现的关键所在。

  两项中型实验——ALICE(大型离子对撞机实验的英文缩写,以下简称ALICE)和 LHCb(LHC底夸克实验的英文缩写,以下简称LHCb)——利用特殊的探测器,分析与特殊现象有关的撞击。

  另外两项实验——TOTEM(全截面弹性散射侦测器实验的英文缩写,以下简称TOTEM)和LHCf(LHC前行粒子实验的英文缩写,以下简称LHCf)——的规模就要小得多。它们的焦点集中在“前行粒子”(质子或者重离子)身上。在粒子束发生碰撞时,这些粒子只是擦肩而过,而不是正面相撞。

  ATLAS、CMS、ALICE和LHCb探测器安装在4个地下巨洞,分布在大型强子对撞机周围。TOTEM实验用到的探测器位于CMS探测器附近,LHCf实验用到的探测器则位于ATLAS探测器附近。

  5大待解的谜团

  完成牛顿未完成工作

  大型强子对撞机——这个世界上最大的机器,除了为有望揭开宇宙起源的奥秘,还将揭开哪些谜团呢?

  牛顿未完成的工作

  什么是质量?

  质量的起源是什么?为什么微小粒子拥有质量,而其它一些粒子却没有这种“待遇”?对于这些问题,科学家到现在也没有找到一个确切答案。最有可能的解释似乎可以在希格斯玻色子身上找到。希格斯玻色子是“标准模型”这一粒子物理学理论中最后一种尚未被发现的粒子,它的存在是整个“标准模型”的基石。早在1964年,苏格兰物理学家彼得·希格斯便首次预言存在这种粒子,但迄今为止,科学家仍未见过它的庐山真面目。

  ATLAS和CMS实验将积极寻找这种难于捉摸的粒子存在迹象。

  一个“看不见”的问题

  96%的宇宙由什么构成?

  我们在宇宙中看到的一切——从小蚂蚁到巨大的星系——都是由普通粒子构成的。这些粒子被统称为物质,它们构成了4%的宇宙。余下的部分据信由暗物质和暗能量构成,对它们进行探测和研究的难度不可想象。研究暗物质和暗能量的性质是当今粒子物理学和宇宙学面临的最大挑战之一。

  ATLAS和CMS实验将寻找超级对称的粒子,用于验证一种与暗物质构成有关的假设。

  大自然的偏好

  为什么找不到反物质?

  我们生活在一个由物质构成的世界,宇宙万物——包括我们人类在内都是由物质构成的。反物质就像物质的一个孪生兄弟,但它却携带相反电荷。在宇宙诞生时,“大爆炸”产生了相同数量的物质和反物质。然而,一旦这对孪生兄弟碰面,它们就会“同归于尽”,并最终转换成能量。不知何故,少量物质幸存下来,并形成我们现在生活的宇宙,而它的孪生兄弟反物质却几乎消失得无影无踪。为什么大自然不能一碗水端平,平等对待这对孪生兄弟呢?

  LHCb实验将寻找物质与反物质之间的差异,帮助解释大自然为何如此偏向。此前的实验已经观察到两者之间的些许不同,但迄今为止的研究发现还不足以解释宇宙中的物质和暗物质为何在数量上呈现出明显的不均衡。

  “大爆炸”的秘密

  物质在宇宙诞生第1秒啥样?

  构成宇宙万物的物质据信来源于一系列密集而炽热的基本粒子。现在宇宙中的普通物质由原子构成,原子拥有一个由质子和中子构成的核子,质子和中子都是被称之为“胶子”的其它粒子束缚夸克形成的。

  这种束缚非常强大,但在最初的宇宙,由于温度极高加之能量巨大,胶子很难将夸克结合在一起。也就是说,这种束缚似乎是在“大爆炸”发生后的最初几微秒内形成的,此时的宇宙拥有一个由夸克和胶子构成的非常炽热而密集的混合物,也就是所说的“夸克-胶子等离子体”。

  ALICE实验将利用大型强子对撞机模拟大爆炸发生后的原始宇宙形态,分析夸克-胶子等离子体的性质。

  隐藏的世界

  空间的额外维度真的存在吗?

  根据爱因斯坦广义相对论,人类生存的三维空间加上时间轴即构成所谓四维空间。后来的理论认为,可能存在拥有隐藏维度的空间。弦理论便暗示额外的空间维度尚未被人类观察到,它们似乎会在高能条件下显现出来。基于这种推测,科学家将对所有探测器获得的数据进行仔细分析,以寻找额外维度存在迹象。
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yxhu

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评论列表(4条)

business_man917 来自: 澳大利亚

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好像很高深的理论,但附图是google?
回复 · 2008-9-11 18:58:06
tas2005 来自: 澳大利亚

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斯蒂芬·霍金....强人啊...
回复 · 2008-9-11 20:25:55
Nelson 来自: 澳大利亚

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哦~
太好了,今天就看到了google 的logo~
还在想这是什么,以为是什么纪念日~::zt14::
回复 · 2008-9-11 20:53:02
lmn1128 来自: 澳大利亚

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God bless us!
回复 · 2008-9-14 14:49:15