科學家:地球上每人每年與暗物質碰撞10萬次

【正見新聞網2012年04月17日】

在宇宙學中,弄明白所謂的“丟失的宇宙質量”是許多重大挑戰中的一個。

暗物質當然會和人體組織發生相互作用。物理學家計算出了這種情況發生的幾率。那麼計算結果是地球上每個人每年要承受100000次的暗物質粒子碰撞。這意味著,在閱讀這篇文章的這點時間裡,很可能已經被暗物質擊中了。

天文學家很早以前就知道銀河系是依賴於引力而保持完整的。而該引力則取決於銀河系所含物質的總量。銀河系同時還在自轉,由此產生的離心力驅使其物質飛離自身。

實際上,天文學家所觀察到的銀河系並未因為旋轉而被撕裂。或許,銀河系物質產生的引力大到足夠阻止其發生。

但是,這一現象卻引發了一個難題。天文學家可以看到在銀河系中究竟有多少可見的物質。當他們把這些質量加在一起之後,卻發現怎麼都達不到所需的引力大小。那麼,肯定有其他一些東西也在產生引力。

一個構想是,在銀河系的尺度中,產生的引力比一般的大。這樣很自然就可以產生多餘的引力使得銀河系凝聚在一起。

另一個構想是,銀河系一定被天文學家看不見的一些物質所充斥著,我們稱其為“暗物質”。讓我們來算一算,這些玩意兒必須竟然要占據銀河系80%的物質,因此,在我們周圍應該有大把的。但是它們在哪呢?

物理學家也通過各種各樣的探測器展開了搜索競賽。不止一個小組聲稱他們發現在太陽系中暗物質大量存在的跡象,而且比許多理論預言的還要多得多。如果他們是對的,此時此刻,地球及其養育的萬物正在深不見底的暗物質海洋中破浪前行。

今天,安那寶市的密西根州立大學的Katherine Freese與瑞典斯德哥爾摩大學的Christopher Savage描述了這一切對於我們人類究竟意味著什麼。儘管知道之後我們還是要在暗物質的濃霧中繼續前行。

我們知道,管他暗物質是什麼,它都不會與普通物質產生太強的相互作用。否則我們早就搞清楚暗物質的作用了。

儘管每秒鐘有數以億計的暗物質粒子穿過我們的身體。其中大部分在通過時都暢通無阻。但是,偶爾某一個暗物質粒子會與我們身體裡的原子核發生碰撞。這種情況經常發生嗎?

Freese和Savage計算了在平均尺寸的人體中,有多少原子核與穿過的暗物質粒子發生了碰撞。這裡的平均尺寸,他們是指一塊主要由氫、氧、碳、氮等元素構成的70公斤的肉塊。

他們說暗物質與人體中氫原子核和氧原子核發生碰撞的可能性很大。關於暗物質的一般假設認為,碰撞一般每年發生大約30次。

但是,如果最後一次實驗的結果正確的話,與暗物質相互作用的發生幾率比預期的平常的多,所以,與人體碰撞的次數也要高出很多。Freese和Savage得到的計算結果是,地球上每個人每年要承受100000次的暗物質粒子碰撞。

這也就意味著,你在讀這篇文章的這點時間裡,很可能已經被暗物質擊中了。

Freese和Savage沒有估計在這樣的碰撞背景計數率下對於健康的潛在影響。這個取決於能量大小、原子核被擊中後的運動方式以及在人體組織附近產生破話的種類。

這表示,對於個人來說,潛在的風險一定是極其小的。但是對於具有巨大人口數量的人類又意味著什麼呢?這對於生物物理學家來說將是令人感興趣的下一步,當然,這需要一點時間來計算。
 

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