博尔特速度10.44米/秒,创造了人类运动速度最快纪录;极音速飞机X-43A速度3373米/秒,创造了人类制造的外进气动力飞行器最快纪录;太阳神2号探测器,速度70220米/秒,创造了人类飞行器的最快纪录。
这些都是宏观物体创下的速度纪录,在微观领域,虽然受到光速魔咒的限制,人类仍然一次次不断刷新纪录,欧洲大型强子对撞机(LHC)已可将质子加速到光速的99.9999991%,据说已接近宇宙大爆炸后不久的状态。所有这些纪录无疑伟大而辉煌,标志着人类智慧和科技的巨大进步。
但在自然和宇宙面前,人类的骄傲仍然不堪一击。
1991年10月,一个带着巨大能量的粒子划过美国犹他州盐湖城西的沙漠,在黑暗的夜空留下一道闪亮的光芒,美国蝇眼宇宙射线探测器记录下了这一非同寻常的事件。我们知道,宇宙中任何具有静止质量的物质,其速度都不可能超过光速,只能无限接近,同时其质量和动能也会无限增大。这个粒子的能量为3×10^20电子伏特,速度达光速的99.99999999999999999999951%,是目前经LHC尽洪荒之力加速后质子能量的4千万倍以上,这意味着一个质子就携带了一个时速达120公里的棒球的动能。如果让它和光一起赛跑,穿越整个银河系,它也只不过落后5毫米。如果不幸是一个直径30米的小小陨石,以这个速度撞击到犹他州,地球将被炸成一团急速扩散的高温等离子体,发出比太阳还耀眼的光芒,一束高能等离子流将直冲火星,把火星大气层完全摧毁。地球禁不住擦了一把冷汗,幸好有狭义相对论,不然宇宙都要乱成一锅粥了。
这个粒子被称为“我的个神啊”粒子,是人类有史以来记录到的全宇宙速度最快的物质,在蝇眼上观测它比月亮还明亮。但没人知道它来自哪里,似乎也没有天体能产生如此高能的宇宙射线。而且狭义相对论中有一个GZK极限,表明宇宙中到达地球的宇宙射线,其能量不可能超过5×10^19电子伏特,所以科学家们迄今对这类射线产生的机制不甚明了,有人甚至修改了狭义相对论以符合这一现象。
曾有人担心LHC超高速质子相撞会产生黑洞、奇异物质甚至真空泡,毁灭地球乃至整个宇宙,犹他州上空路过的“我的个神啊”粒子一定在嗤鼻冷笑:我岂不是可以直接创生一个宇宙了?
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