破局70年科学谜题:黑洞竟是宇宙“超级加速器”
黑洞
11月16日,中国科学院高能物理研究所发布了一项成果,为人类探索宇宙的征程刻下了重要印记,位于四川稻城的高海拔宇宙线观测站(LHAASO,昵称“拉索”),成功破解了困扰科学界近70年的宇宙线“膝盖”之谜,相关成果已在《国家科学评论(英文)》等权威期刊发表。这是中国大科学装置的高光时刻,让人类对宇宙极端物理的认知迈出了历史性一步。
一、核心发现:五个银河系“黑洞搭档”,竟是粒子加速高手
要理解这项成果的分量,首先得弄清两个关键问题:什么是宇宙线“膝盖”?它的成因为何如此难寻?
宇宙线是来自宇宙空间的高能带电粒子,堪称“宇宙信使”,承载着极端天体的核心物理信息。科学家在观测中发现,宇宙线的数量会随能量升高而减少,但在3千万亿电子伏附近,这一衰减趋势突然变陡,形成一个形似人体膝关节的拐折结构,这就是“膝盖”结构。70年来,这个拐折从何而来、由什么天体造就,始终是天文学界的“头号悬案”之一。
“拉索”的观测给出了明确答案:银河系内五个特殊的微类星体,正是制造这一拐折的“幕后推手”。这些微类星体由一个黑洞和一颗被其“吸附”的伴星组成——黑洞以强大的引力不断吞噬伴星物质,同时会喷射出速度逼近光速的高能粒子喷流,其每秒释放的能量相当于四百万亿颗地球最大威力氢弹的总和。“拉索”凭借全球最高的观测灵敏度,捕捉到了这些喷流产生的超高能伽马射线信号,证实这些“黑洞-恒星组合”能将粒子加速到“膝盖”区及以上的能量,是名副其实的宇宙“超级加速器”。
二、应用场景:从基础科研到技术突破,多点开花的潜在价值
这项看似“遥远”的宇宙探索成果,实则蕴含着多领域的应用潜力,其价值将逐步渗透到基础科研与技术创新中:
- 极端物理研究的“实验场”:微类星体的粒子加速过程,是人类在地球上无法模拟的极端物理场景。对其的深入研究,能为粒子物理、相对论天体物理等基础学科提供全新实验数据,甚至可能改写现有理论模型。比如“拉索”观测到的宇宙线质子能谱“高能组分”,就已对传统加速理论构成了重要补充。
- 航天与通讯防护的“预警指南”:高能宇宙线会对航天器、卫星通讯和航天员安全造成威胁。明确“膝盖”区宇宙线的来源和传播规律后,科学家可更精准地构建宇宙线辐射模型,为航天器防护设计、深空探测任务规划提供关键支撑。
- 尖端探测技术的“练兵场”:“拉索”由5216个电磁粒子探测器、1188个缪子探测器等组成平方公里级阵列,能全时段捕捉万亿到千万亿电子伏能段的伽马射线。成果背后的超高灵敏度探测技术、海量数
据处理算法等,可直接反哺医疗成像、核物理探测等领域的技术升级。
三、对我们的影响:重塑认知边界,彰显中国科研硬实力
除了具体应用,这项成果对人类的深层影响,更体现在认知升级与科技自信的提升上:
从科学认知来看,它彻底解决了宇宙线“膝盖”成因的核心争议,明确了黑洞系统在宇宙线起源中的关键作用,将人类对银河系高能辐射源的认知从“猜测”推向“实证”。正如意大利天体物理学家评价的那样,“拉索”正在革命性地改变我们对银河系的认知。
从科技实力来看,成果的取得彰显了中国大科学装置的国际领先地位。“拉索”作为我国自主设计建造的重大科技基础设施,其观测能力让中国在超高能伽马天文学领域占据了世界前沿,为全球科学家提供了核心研究平台。这种“国之重器”的突破,不仅带动了相关产业的技术升级,更增强了人类探索宇宙的整体能力。
从文明视野来
看,宇宙线起源问题被列为21世纪最前沿的科学问题之一。中国科学家对这一“世纪谜题”的破解,让人类在回答“我们从哪里来、宇宙如何运作”等终极问题上,又多了一块关键拼图。
随便看看:
相关推荐:
- [科学探索]科学防治,让电磁职业病风险有“防”无患
- [科学探索]拉斯·特维德:我们即将经历下一个技术奇点,超智能时代人类会更
- [科学探索]第二十七届高交会开幕 未来太空医院等新技术吸睛
- [科学探索]加强中小学科技教育 七部门联合发文
- [科学探索]“水韵园”开展“科技教育·太空农场”志愿服务活动
- [科学探索]科学防治,让电磁职业病风险有“防”无患
- [科学探索]中国空间站第九批科学实验样品顺利返回 交付科学家开展研究
- [科学探索]太空会师非意外!中国空间站硬核实力秀,常态化运营稳了
- [科学探索]神舟二十号没按时回家,六人挤在空间站,意外撞出科学新路子
- [科学探索]小鼠、斑马鱼、涡虫……中国空间站科学实验样品顺利返回地球
网友评论:
推荐使用友言、多说、畅言(需备案后使用)等社会化评论插件








