宇宙大爆炸模拟机启动

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【大纪元9月9日讯】(大纪元综合报导)科学家10日展开有史以来威力最大的质子对撞实验,让深处地下100米隧道中的“大型强子对撞机”(Large Hadron Collider,LHC)模拟宇宙大爆炸(Big Bang),论证宇宙大爆炸理论的真确性。在有望拓阔对宇宙起源的认识同时,也有人担心实验会造成微型黑洞,导致地球被黑洞吞噬。

欧洲核研究组织(CERN)的全球最大粒子加速器“大型强子对撞器”(LHC)将于今日正式启动,未来将让次原子粒子以接近光速的速度碰撞,模拟大爆炸理论所推算的宇宙诞生之初的面貌。这项计划由全球将近30多国共5千名科学家、工程师和技师参与,斥资37亿6千万欧元(约为港币416亿元),历时将近20年筹备兴建。

两束质子将接近光速对撞

当地时间10日上午9点30分(香港时间下午3点30分),这座位于瑞士、法国边境日内瓦湖与朱哈山之间的欧洲核研究组织总部地底下100米的LHC将会启动,以便未来能在一个被冷却到只比绝对零度(摄氏零下271度)高1.9度的环形隧道内,让两束质子对撞。科学家将在27公里长的LHC内发射第一批质子束,检测世界上最大的超导磁体的控制强度。LHC将把质子束加速到每秒旋转11,000次,达到接近光速的速度。一旦质子束成功的以逆时针方向发射,科学紧接着将进行顺时针方向的测试。之后科学家将双向发射质子束,让它们撞击、粉碎并释放能量。专家估计,撞击时瞬间温度高达摄氏1万亿度,相当于太阳中心温度的10万倍,而撞击能量将达14兆电子伏特。隧道设有4处撞击区,以侦测器捕捉撞击后迸裂的质子残骸。

台湾大学物理系教授熊怡说,过去,物理学家累积许多理论计算和实验数据,想尽办法描述宇宙的基本粒子,以及它们之间的交互作用,称为粒子物理的标准模型。但是标准模型只能解释4%的宇宙现象。还有太多的秘密等着科学家去探索。

反对者恐撞出黑洞毁地球

虽然多数科学家相信对撞实验有助揭开宇宙奥秘,也有些科学家担心,这一场对撞将产生黑洞,它可能会吞噬地球;或产生一种“奇子”,能将地球变成一团“奇异物质”。并有持怀疑论的科学家率同一批欧洲公民,于8月29日向美国夏威夷地区法院和欧洲人权法院提交了诉讼,要求中止这个项目。

5名物理学家应CERN要求再作检视,在最新发表的安全评估报告承认,撞击器的确有可能造出黑洞,但由于缺乏持续增强或持久的能量支持,故即使真的出现,也只属于微观规模,并且几乎马上会衰变。

熊怡教授昨日亦表示不用多虑。他指出,高温的时间非常短暂,会小于奈秒,也就是小于0.000000001秒(十亿分之一秒),不会有危险。

支持者指大自然常有对撞

《新科学家》杂志的特别报导副主编瓦莱丽.贾米森在她的网志(Blog)中也写道:“估算一下涵盖银河系1,000亿颗星星以及可见宇宙中1,000亿个星系的宇宙射线数量,你就会发现,大自然已经相当于制造出了1,031个大型强子对撞机。或者也可以说,每秒钟都有10兆个大型强子对撞机在运行。而我们还活得好好的。”

科学家希望LHC的实验可模拟大爆炸后产生的首批粒子,科学家尤其想找出希格斯玻色子(Higgs boson)。这粒子是当代物理学的基石,被认为赋予了所有粒子质量。科学家认为大爆炸后一瞬间,所有粒子都没有质量,当温度稍下降后,希格斯玻色子“塞”入粒子中,令粒子变成有质量子(重量)。
部分科学家相信,100多亿年前的一场大爆炸,产生了宇宙。但也有部分科学家对大爆炸理论持怀疑态度。

科学家早在数十年前就开始进行亚原子粒子撞击实验。随着对撞机的威力越来越强,发现之前认为是原子最小组成单位的质子和中子原来由更小的夸克和胶子构成。CERN希望在实验室重现宇宙大爆炸之后的瞬间状况,从中增加对“暗物质”、反物质、可能的空间和时间隐藏维度(dimensions)的了解。

为了让人们更容易了解这个实验理论,科学家利用漫画书,深入浅出的说明相关概念,漫画人物卡洛对艾丽斯说:“我们通过撞击两个核子创造出迷你版宇宙大爆炸。这会发出巨大的能量,把禁锢在核子里的数以千计的夸克和胶子释放出来。然后夸克和胶子形成类似浓汤的状态,我们称为夸克-胶子等离子体。”这碗汤迅速冷却,夸克和胶子结合在一起,形成了质子和中子物质构成的基础原料。这个实验将帮助科学家寻找这一理论中仍然缺失的环节,或者催生关于物质形成的新理论。◇

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全球最大粒子加速器“大型强子对撞器”(LHC)照片。(欧洲核子研究组织网站)

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观众参观全球最大粒子加速器“大型强子对撞器”。(欧洲核子研究组织网站)

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科学家今日会在27公里长的“大型强子对撞机”内发射第一批质子束,检测世界上最大的超导磁体的控制强度。LHC将把质子束加速到每秒旋转11,000次,达到接近光速的速度。(AFP)

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位于瑞士、法国边境日内瓦湖与朱哈山之间的欧洲核研究组织总部地底下100米的“大型强子对撞机”今日启动,以便未来能在一个被冷却到只比绝对零度(摄氏零下271度)高1.9度的环形隧道内,让两束质子对撞。(AFP)

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