Thursday, September 22, 2011

科学家们貌似发现粒子的超光速现象


Neutrinos, like the ones above, have been detected travelling faster than light,
say particle physicists. Photograph: Dan Mccoy /Corbis


在欧洲核子研究中心 (CERN),科学家们发现了意料之外的现象——被送往 732公里之外Gran Sasso实验室的中微子 (neutrino) 们,比光速快了60纳秒到达。——用更大的数字来表示,就是光速 299,792,458/秒,而他们在实验中检测到中微子速度是 299,799,953/秒。

这一数值的实验误差是 10纳秒,换言之,基本上,比光速快是没差的。——虽然只是 0.0025%的区别,但这一挑战狭义相对论光速不变原理基石的发现一旦得到证实,将会给物理学界带来巨大的变化。

之所以说一旦得到证实,是因为发现这一现象的科学家们对此慎之又慎——毕竟,突破光速不是儿戏。研究发言人 Antonio Ereditato 博士表示他们已经反复检验过数据和设备,但就是无法发现有什么错误,只好选择将这一结果公开,期待得到更多研究机构的重复实验和验证,以其最终得知这究竟是不是一个事实。尽管以一般的实验准则来说,他们的数据早已足够坚实——为了检验μ中微子与τ中微子的转换,他们在三年的时间中总共进行了一万五千次中微子发射,而每一次的结果都指向同一事实:这些中微子,这些中微子,就是要比光速快。


参考阅读:百度百科:光障

根据狭义相对论中的洛伦兹变换,当超过光速的时候,洛伦兹变换会失去实测性的意义,所以认为超光速时时间会倒流是完全错误的,任何超光速的概念,或者不代表任何实体性的运动,或者本身就没有任何物理意义。物理学是一门实践科学,只认实践,不认任何想当然,所以光障是无法突破的。



Faster than light particles found, claim scientists
Particle physicists detect neutrinos travelling faster than light, a feat forbidden by Einstein's theory of special relativity



It is a concept that forms a cornerstone of our understanding of the universe and the concept of time – nothing can travel faster than the speed of light.
But now it seems that researchers working in one of the world's largest physics laboratories, under a mountain in central Italy, have recorded particles travelling at a speed that is supposedly forbidden by Einstein's theory of special relativity.
Scientists at the Gran Sasso facility will unveil evidence on Friday that raises the troubling possibility of a way to send information back in time, blurring the line between past and present and wreaking havoc with the fundamental principle of cause and effect.
They will announce the result at a special seminar at Cern – the European particle physics laboratory – timed to coincide with the publication of a research paper describing the experiment.
Researchers on the Opera (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) experiment recorded the arrival times of ghostly subatomic particles called neutrinos sent from Cern on a 730km journey through the Earth to the Gran Sasso lab.
The trip would take a beam of light 2.4 milliseconds to complete, but after running the experiment for three years and timing the arrival of 15,000 neutrinos, the scientists discovered that the particles arrived at Gran Sasso sixty billionths of a second earlier, with an error margin of plus or minus 10 billionths of a second.
The measurement amounts to the neutrinos travelling faster than the speed of light by a fraction of 20 parts per million. Since the speed of light is 299,792,458 metres per second, the neutrinos were evidently travelling at 299,798,454 metres per second.
The result is so unlikely that even the research team is being cautious with its interpretation. Physicists said they would be sceptical of the finding until other laboratories confirmed the result.
Antonio Ereditato, coordinator of the Opera collaboration, told the Guardian: "We are very much astonished by this result, but a result is never a discovery until other people confirm it.
"When you get such a result you want to make sure you made no mistakes, that there are no nasty things going on you didn't think of. We spent months and months doing checks and we have not been able to find any errors.
"If there is a problem, it must be a tough, nasty effect, because trivial things we are clever enough to rule out."
The Opera group said it hoped the physics community would scrutinise the result and help uncover any flaws in the measurement, or verify it with their own experiments.
Subir Sarkar, head of particle theory at Oxford University, said: "If this is proved to be true it would be a massive, massive event. It is something nobody was expecting.
"The constancy of the speed of light essentially underpins our understanding of space and time and causality, which is the fact that cause comes before effect.
"Cause cannot come after effect and that is absolutely fundamental to our construction of the physical universe. If we do not have causality, we are buggered."
The Opera experiment detects neutrinos as they strike 150,000 "bricks" of photographic emulsion films interleaved with lead plates. The detector weighs a total of 1300 tonnes.
Despite the marginal increase on the speed of light observed by Ereditato's team, the result is intriguing because its statistical significance, the measure by which particle physics discoveries stand and fall, is so strong.
Physicists can claim a discovery if the chances of their result being a fluke of statistics are greater than five standard deviations, or less than one in a few million. The Gran Sasso team's result is six standard deviations.
Ereditato said the team would not claim a discovery because the result was so radical. "Whenever you touch something so fundamental, you have to be much more prudent," he said.
Alan Kostelecky, an expert in the possibility of faster-than-light processes at Indiana University, said that while physicists would await confirmation of the result, it was none the less exciting.
"It's such a dramatic result it would be difficult to accept without others replicating it, but there will be enormous interest in this," he told the Guardian.
One theory Kostelecky and his colleagues put forward in 1985 predicted that neutrinos could travel faster than the speed of light by interacting with an unknown field that lurks in the vacuum.
"With this kind of background, it is not necessarily the case that the limiting speed in nature is the speed of light," he said. "It might actually be the speed of neutrinos and light goes more slowly."
Neutrinos are mysterious particles. They have a minuscule mass, no electric charge, and pass through almost any material as though it was not there.
Kostelecky said that if the result was verified – a big if – it might pave the way to a grand theory that marries gravity with quantum mechanics, a puzzle that has defied physicists for nearly a century.
"If this is confirmed, this is the first evidence for a crack in the structure of physics as we know it that could provide a clue to constructing such a unified theory," Kostelecky said.
Heinrich Paes, a physicist at Dortmund University, has developed another theory that could explain the result. The neutrinos may be taking a shortcut through space-time, by travelling from Cern to Gran Sasso through extra dimensions. "That can make it look like a particle has gone faster than the speed of light when it hasn't," he said.
But Susan Cartwright, senior lecturer in particle astrophysics at Sheffield University, said: "Neutrino experimental results are not historically all that reliable, so the words 'don't hold your breath' do spring to mind when you hear very counter-intuitive results like this."
Teams at two experiments known as T2K in Japan and MINOS near Chicago in the US will now attempt to replicate the finding. The MINOS experiment saw hints of neutrinos moving at faster than the speed of light in 2007 but has yet to confirm them.




Link : Faster than light particles found, claim scientists

Tuesday, August 16, 2011

新研究認為地球曾有兩個月亮

更新時間 2011年8月3日, 格林尼治標準時間20:02

新理论认为两个月亮的撞击速度相对较慢


     新理論認為兩個月亮的撞擊速度相對較慢

     一種新理論認為,地球曾有第二個月亮,比現在的月亮要小,並且在與其的一次慢速碰撞中消失。

     研究人員在《自然》期刊上撰文錶示,小月亮在撞毀前曾生存了數百萬年。
他們錶示,那次撞擊可以解釋現在的月亮背面為甚麼會有神秘山脈存在。
月球可以從地球看到的一面是平坦的,而很少為人所知的另一面卻有高達三千米的山脈。長期以來,科學家一直試圖解開這個謎。


     BBC科學事務記者說,有一種說法認為40億年前地球曾遭一個像火星一樣的星球撞擊,而這個新理論就是建築在這個想法上的。但是與其不同的是,新理論認為,那次撞擊產生的碎物並不是只產生了一個月亮,而是兩個。



美国科学家认为,地球上曾有一大一小两个月亮(左上),
但这两个月亮后来发生碰撞合二为一,逐渐形成现在的月亮(右下)。(美联社)

  (华盛顿美联电)美国科学家最近提出一套新理论,指地球曾有两个月亮,但两颗行星发生碰撞合二为一,成为现在的月球。

  刊登在《自然》杂志上的研究报告说,月球对着地球的一侧地形平坦,但背对地球的一侧却有许多凹坑和高山。研究人员认为,地球曾有两个月亮的假说,可以较好地解释月球的此一奇特现象。他们说,他们说,两个月亮在约44亿年前相互撞击,只可惜当时地球还没有任何生命,无人见证曾有双月。月亮在此前的1亿年就已形成,当时有一个巨型行星撞击到地球,飘散在太空中的物质逐渐形成了今天月球的主体。

  当时的撞击还形成了另一个较小的行星,其直径只有约965公里。这个较小的月亮跟着大月亮绕着地球转;大月亮的宽度是小月亮的三倍,重量是它的25倍。报告的其中一名作者、加州大学的行星科学家艾斯庞表示:它们注定要碰撞。这是没有办法的。……它们的撞击是低速的。

  由于相撞速度相对较低,结果两个月亮没有融毁,而是合二为一。

  电脑模型显示,该次撞击应该发生在今天月球背对地球的一侧,并因此造成了月球远地一侧更加起伏不平的地形。该次撞击还将大量的钾、磷和稀土等元素推向了月球的近地一侧。

  关于月球近地一侧和远地一侧差异巨大的问题,科研人员曾提出许多理论解释,如认为其原因在于地球引力或月球内部岩浆的运动特点等,本次研究则再添一种理论。

  不过,这些理论都还需要进一步的证据支持,因此科研人员期盼各国的探月计划能提供更多线索。

(编辑:Ruru 联合早报网

Saturday, August 13, 2011

时空扭曲与时间变慢效应


地球引力场导致周围时空扭曲的情景

地球引力场导致周围时空扭曲的情景

图为地球周围引力场和时空结构拖曳扭曲时的情形。
  当你看到图中的情景时,或许会粗略想到:这可能是张关于时空维度的图像,并且还是一个物体向地球高速运动的图像。而这张图像则是从一个光子的视野来看宇宙空间,也可能是远在130亿光年远的宇宙中第一代恒星发出的光子在经过漫长的时空旅行后抵达地球。恒星的光子被发射出去后,会在瞬间被重新吸收,比如在我们的太阳核心位置,当发出的光量子可能经过一毫米的位移后就被吸收了。而我们看到的光是光子流,是光子膨胀力的传递,消失的光子是转化成了基态光子。

  我们从以上信息看出,一个光量子似乎没有经历过时间,也没有经历过空间,哪怕是一丁点儿的位移。由于我们不能够的真空中移动一个无质量意识的光量子,所以这个光量子的思想实验就是要证明时间和空间是两个明显不同的事物。

  如果我们试图以光速前进,那我们的本身的时钟会变慢下来,所以我们也会在以较慢的时间状态下,抵达遥远的宇宙空间。这个就像一个宇航员从地球上乘坐宇宙飞船以光速前进,当他到达另外一个遥远星系时,飞船上的时间仅仅过去了数年,而地球上的可能早就已经沧海桑田。这种时间上的变慢效应在地球上人们看来,则体现在宇航员以非常快的速度向宇宙深空飞去。

  同样,当我们接近一个大质量天体的表面时,就像图中显示的一个光子的视野,这时候相对另外一个处宇宙空间的观察者而言,我们的时间就会变慢,所以我们能比预期中更快的时间达到大质量天体的表面,比较通俗点说是:当我们接近大质量天体时,时间和空间被压缩扭曲了。同理,这也可以反应出时间和空间是时空的两个方面。这就像我们现在已经发明的画面定格捕捉技术,可以清楚地显示出每一帧画面上所反应出来的不同的时间和空间位置。

  基于这个理论,部分科学家认为,我们目前应该接受现实世界中关于重力的演变模式。而重力的真正原因是由于在大质量天体周围时空扭曲所造成的。形象地比喻可以认为:一个宇航员以一个恒定的速度在宇宙空间移动,当这个宇航员的移动路径上出现一颗大质量天体时,宇航员就会进入由这个天体质量造成的时空扭曲区域,这时候宇航员就被明显感到自身已经受到这个天体引力制约,如果天体的引力足够强,而且宇航员的逃逸速度没有达到一定的值,那他们两者最终会发生碰撞。

  而如果这颗大质量行星上有观测者,那这个观察者会发现宇航员从宇宙空间中向他加速运动而来,但是,这个宇航员自身看来,他的速度并没有发生改变,这是因为,如果宇航员加速前进运动,那就会出现由于惯性而产生的推背力而他向后座移动。

  尽管如此,当这颗大质量行星上的观察员认为宇航员是在加速飞来并下降时,这个也不是地面观察员所产生的一种错觉。这只是观察员对时空感知能力一种失败的体现。因此,从一个光量子的视野看出,当一艘宇宙飞船从一定的时间和空间移动到大质量行星表面时,降落过程中飞船所处的时空区域受到行星引力场扭曲效应的影响,而处于地面的观察员却认为飞船正在受到一个力的作用。

来自: 腾讯科技



「航空暨太空署(NASA)的一證實因斯坦相對論中最重要的2設:宇宙中巨大物的引力,的確會扭曲空時間
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Tuesday, July 5, 2011

天狼星系外星人传授古多贡人天文知识?


尼尼日尔河是非洲西部的大河之一,它流过马里共和国时拐了个大弯。在河湾处,居住着一个名叫多贡族的黑人土著民族,他们以耕种和游牧为生,生活艰难贫苦,大多数人还居住在山洞里。他们没有文字,只凭口授来传述知识。看上去同西非其他土著民族没有什么两样。

    本世纪二十年代,法国人类学家格里奥和狄德伦为调查原始社会宗教,来到西非,在多贡人中居住了十年之久。长时期的交往。。使他们得到了许多多贡人的信任。从多贡人最高级的祭司那里,他们了解了一个极为令人惊讶的现象:在多贡人口头流传了四百年的宗教教义中,蕴藏着有关一颗遥远星星的丰富知识。那颗星用肉眼是看不见的,即使用望远镜也难以看到。这就是天狼伴星。


    多贡入把天狼伴星叫做朴托鲁。在他们的语言中。指细小的种子,托鲁指星。他们还说这是一颗最重的星。而且是白色的。这就是说,他们已正确地说明了这颗星的三种基本特性:小、重、白。实际上,天狼伴星正是一颗白矮星。 

    而天文学家最早猜测到天狼伴星的存在是在1844年,借助高倍数望远镜等各种现代天文学仪器,1928年人们才认识到它是一颗体积很小而密度极大的白矮星。直到1970年才拍下了这颗星的第一幅照片。生活在非洲山洞里的多贡人显然没有这种高科技的天文观测仪器,那么,他们是怎样获得有关这颗星的知识的呢?

    不仅如此,多贡人还在沙上准确地画出了天狼伴星绕天狼星运行的椭圆形轨迹,与天文学的准确绘图极为相似。多贡人说,天狼伴星轨道周期为50(实际正确数字为50.04+/-0.9);其本身绕自转轴自转(也是事实)。他们又说,天狼星系中还有第三颗星,叫做恩美雅,而且有一颗卫星环绕恩美雅运行。不过直到现在,天文学家仍未发现恩美雅 

    多贡人认为,天狼伴星是神所创造的第一颗星,是整个宇宙的轴心。此外他们还早就知道行星绕太阳运行,土星上有光环,木星有四个主要卫星。他们有四种历法,分别以太阳、月亮、天狼星和金星为依据。

    据多贡人说,他们的天文学知识是在古代时,由天狼星系的智慧生物到地球上来传授给他们的。他们称这种生物为诺母。在多贡人的传说中。诺母是从多贡人现今的故乡东北方某处来到地球的。他们所乘的飞行器盘旋下降,发出巨大的响声并掀起大风,降落后在地面上划出深痕。诺母的外貌像鱼又像人。是一种两栖生物,必须在水中生活。在多贡入的图画和舞蹈中,都保留着有关诺母的传说。




1) 多贡人

Thursday, June 30, 2011

航海家一号宇宙飞船冲出太阳系了!


经过长达34年的长途跋涉,如今距地球170亿公里的航海家一号已经接近太阳风顶层,甚至可能已经到达了。  

航海家1号宇宙飞船随时可能飞出太阳系进入星际空间,事实上,它可能已经做到了。

发射于1977年的航海家一号如今距离地球已有170亿公里,现在应该已经接近太阳风顶层,在那里从太阳发射出的等离子太阳风已经不能抑制来自星际空间的宇宙射线。

太阳风顶层曾被认为是处在太阳系区域和星际宇宙之间一层电磁波动极其强烈的区域。然而如今航海家一号却出乎意料的处在一个相对平静的空间区域中。航海家一号再也没有探测到其后的太阳风,实际上从去年开始,向外发射的太阳风在航海家一号附近已经停止了。事实上根据自然杂志的一项任务更新,航海家一号在这种状态下已经飞行了上亿公里了。

这可能意味着航海家一号如今已经接近于被广袤静谧所包围的太阳风顶层,也有可能航海家一号已经穿越了太阳风顶层。无论哪种方式,在我们的认知范围内,航海家1号已经成为了有史以来第一个由智慧生物创造的离开太阳系进入系外空间的地球物体。


Saturday, June 25, 2011

美國‧超新星爆炸遺跡‧發光秘密破解


天文學家日前發現1987年的超新星遺跡,發光至今的秘密。1987年,一顆超新星的光線在鄰近的星系大麥哲倫中來到地球,命名為超新星1987A,這是400年來距離我們最近的一次超新星爆炸。這是由哈勃望遠鏡拍攝的超新星遺跡1987A(或稱SN1987A),從中可以很清晰地看到被點亮的環狀結構。超新星遺跡的光環約一光年(6萬億英里)寬,星的核心是不斷向外擴大的星雲。

天文學家小組表示,該超新星殘骸,理應減弱多年,但光彩卻依然增加,表明有異樣的動力元素開始照亮超新星殘骸,超新星遺跡包括從恆星爆炸噴出的物質,以及它的星際物質,影響到1987A周圍的光環,形成強大的衝擊波產生的X射線,而這種X射線衝擊令超新星殘骸發光。


Wednesday, June 15, 2011

20万星系观测确认暗能量存在 证实宇宙加速膨胀

这是一幅示意图,宇宙处于引力和暗能量的平衡之中,图中用下方的绿色网格线代表引力,
而用上方的紫色网格代表暗能量



运用最先进的天文测量技术,日前天文学家通过巡天观测确认了神秘的暗能量的存在。暗能量占据宇宙全部物质的74%,它是宇宙加速膨胀的推手。

  据英国广播公司(BBC)网站报道,运用最先进的天文测量技术,日前天文学家通过巡天观测确认了神秘的暗能量的存在。暗能量占据宇宙全部物质的74%,它是宇宙加速膨胀的推手。宇宙的膨胀进程处于两种相克的力量平衡之中,如同阴阳相克。其中的一种力量是引力,它们的作用使膨胀减速,而另一种强大的反制力量则是暗能量,它使宇宙加速膨胀。而现在看来,暗能量胜出了。

  这项研究基于科学家们对20万个星系进行的观测。研究人员运用两种不同的手段来对先前的暗物质观测结果进行验证。《英国皇家天文学会月刊公告》已经接受了该小组提交的两篇论文,并将在近期刊载。

  此次运用的两种天文测量方法中,一种手段是对宇宙中星系的分布状况进行考察,找出其中的模式。这种模式被称为重子声学振荡”(baryon acoustic oscillations, BAO)。第二种手段是测量宇宙中不同时期星系团的形成速度差异。这两种方法的结果都证实了宇宙中暗能量的存在以及宇宙的加速膨胀事实。
  暗能量的概念最早是上世纪90年代,天文学家们在对遥远的超新星进行观测时首次提出来的。

  爱因斯坦是正确的

  为了解释宇宙为何会加速膨胀,天文学家和物理学家们面临两种选择:或者重写爱因斯坦的理论,或者去接受这样一种观点,那就是宇宙中充满着一种全新的,我们完全不了解的神秘能量。

  克里斯·布莱克(Chris Blake)博士来自澳大利亚墨尔本的斯威本科技大学,也是这一研究的合作者之一。他说:暗能量起到的作用就像是你向上抛出一个球,然后你发现它加速向上飞去。并且越飞越快。这样的结果告诉我们,暗能量是一个宇宙常数,正如爱因斯坦最初提出的那样。如果只考虑引力,我们不可能观察到这样的现象。

  这些最新的发现结果来自一项名为“WiggleZ”的星系巡天项目,这一项目始于2006年,于今年完成。这一项目使用了美国宇航局星系演化探测器(Galex)和澳大利亚赛丁泉天文台英-澳望远镜的数据。

  这一巡天项目对前所未有的广袤空间内的星系分布进行了考察,相当于回溯80亿年的时间,当时的宇宙仅有今天年龄的一半。

Prof. Bob Nicholl
  宇宙学家鲍勃·尼科(Bob Nicholl)表示:这是一项重大的进展。这些参与者都是这方面的大家,我们等待他们的结果已经有一段时间了。尼科博士本身是英国朴茨茅斯大学的天体物理学教授,他说:这是对暗能量存在的再次确证,让我们能更好的修正我们的理论并为我们指明未来的道路。接下来很快会有更多的天文学家跟进这项研究工作。

  在我们的宇宙中,暗能量占据了74%,而另一种不反射也不辐射可探测电磁波的神秘物质:暗物质,则占据了22%的份额。我们可以观察到的一切物质:一切气体、固体、液体、恒星、星系、行星,我们所熟悉的一切加在一起只构成宇宙的4%

  然而,尽管科学家们已经确认暗能量和暗物质确实存在,但是至今我们仍然无法对这两种神秘现象进行解释。



文章出处:宇宙探秘
本文地址:
http://www.yuzhoutanmi.cn/html/WuZhi/NengLiang/1257.html
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