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超新星爆发背后的神秘物质

2021-07-29

中国科学探险 2021年3期
关键词:理论模型

据国外媒体报道,1987年,一颗巨大的恒星在我们的银河系附近爆炸。自人类发明望远镜以来,这是最明亮、也是距离地球最近的一次超新星爆发,几乎所有的天文台都把目光聚焦于这次超新星的爆发。也许最令人兴奋的是,一些建造在地底深处的特殊探测器还捕获到从这次爆发中放射出的神秘亚原子:中微子。

1966年,科学家第一次提出,这些神秘粒子可能是超新星爆发的背后动力。中微子的发现,让多年来一直试图了解超新星爆发内部原理的理论科学家感到欣慰。然而,几十年来,天体物理学家却不断地遭遇一个困境,他们的中微子超新星爆发模型似乎存在致命缺陷。

中微子是出了名的孤傲粒子。在坍缩恒星的极端条件下,中微子究竟是如何将它们的能量转移给恒星的普通物质的,这些问题仍未得到解答。每当理论科学家尝试在计算机模拟中对这些复杂的粒子运动和相互作用进行建模时,超新星的冲击波总不可避免地停止然后回撤。密歇根州立大学的计算天体物理学家塞恩·库奇说,一次次的失败“让我们渐渐开始相信,我们现有的主流超新星爆发理论可能行不通”。

当然,超新星爆发的内部深处到底发生了些什么,一直以来都无人知晓。它好似一口容纳各种极端的大锅,又好似一碗充斥着嬗变物质的汹涌热汤;在这里,我们平日里经常忽略的粒子和作用力变得至关重要。更为复杂的问题是,超新星爆发内部很大程度上被笼罩在热气云之中,难以看见。……

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