宇宙射線的震撼能量

宇宙射線（Cosmic rays）是大新聞。它的名字有些誤導人，因為它并不是“星際迷航”里的那種射線，而是粒子。大多數(shù)的宇宙射線，大概90%左右都是質子，跟大型強子對撞機（LHC）里的粒子一樣，剩下的都是重原子的原子核。如你所知，大型強子對撞機（LHC）可以把一個質子的能量加速到它靜止時的1000倍左右；但是移動速度最快的宇宙射線，擁有的能量大約是質子靜止質量的100億倍。

那么這些宇宙射線是從哪兒來的呢？說實話，還不太確定。它們從四面八方襲來，轟擊著地球，能量范圍也非常大。一些低能量的宇宙射線似乎是源自太陽表面的耀斑。中等能量的宇宙射線則可能是來自銀河系內部；超新星，我在書中一開始提到過它，可能是射線來源之一。能量最高的宇宙射線被認為是來自河外星系，目前我們還不知道什么樣子的過程可以產生這樣的粒子。這就好像在宇宙最遙遠的深處，有一個超大型的粒子加速器。只要存在一個快速運動的粒子，對撞就是不可避免的。

當宇宙粒子到達大氣層的最外層時，會跟空氣分子相撞，生成雨點般散開的新粒子，就跟大型強子對撞機（LHC）里質子對撞時發(fā)生的狀況一樣。換句話說，你可以把地球想象成一個巨大的粒子對撞實驗裝置，而這個實驗持續(xù)地進行了約46億年了。粒子物理學最早發(fā)現(xiàn)的一批粒子并不是在人造加速器中觀測到的，而是在位于山頂?shù)乃^的“云室”里發(fā)現(xiàn)的，那里有大量的宇宙射線，比如說奇異夸克，最早就是在云室里發(fā)現(xiàn)的，它是第一次以κ介子的形式呈現(xiàn)的（介子是由一個夸克和一個反夸克所構成的粒子）。大型強子對撞機（LHC）根本就不是一個反自然的怪胎。相反地，它不過是模仿了宇宙中一種最基本的粒子創(chuàng)造過程而已。

所以說，如果夏威夷的某個書呆子認為，相比宇宙射線弱得多的大型強子對撞機（LHC）中的對撞可能會產生一個微型黑洞，進而吞噬整個地球；或者假想出另一種可怕的事物可能出現(xiàn)，比如磁單極或奇異夸克，隨即到處吞噬一空，包括日內瓦機場，我們就已經(jīng)知道了他根本不懂物理學。你能想象到的宇宙中所有物體——中子星，白矮星，黑洞，星系，恒星，行星，足球運動員，足球，氣體分子，質子，電子——都是從宇宙形成以來就一直在被高能粒子轟擊著，但它們依然存在著。設想高能粒子撞擊可以制造出怪異的次級粒子，比如微型黑洞、奇異夸克團、磁單極，或者叫不出名字的東西，而宇宙中所有物體自創(chuàng)世伊始，就一直被這些次級粒子轟擊著。結果你猜怎么著？宇宙中的所有物體都存在著呢！我們總結一下：（1）宇宙一切安好；（2）宇宙從創(chuàng)生起就一直被各種粒子轟擊著；（3）所以我們幾乎可以確定：沒有任何已有粒子可以摧毀整個宇宙。這當然并不是百分百確定的，科學從來不會給我們提供這樣的保證。但是，這個可能性太接近于確定了，以至于沒有哪個正常人會挑戰(zhàn)它的正確性。