暗物質粒子「襲擊」人體 或將導致基因突變

【正見新聞網2012年04月26日】

據國外媒體報導,科學家通過最新的計算發現每一分鐘都有暗物質粒子擊中人體,如果兩個粒子在人體內發生湮滅,那麼就有可能導致不利的基因突變發生。暗物質作為宇宙中最為神秘的領域之一一直是宇宙學家關注的重點,其最大的特點是無法被直接觀測到,但科學家們發現它們的存在是其產生了明顯的引力效應,並體現在星系與星系團之間。科學家們估計宇宙中有80%的物質與暗物質有關。

到目前為止,還沒有科學家發現何種粒子構成了暗物質。但有一種被稱為大質量弱相互作用粒子(WIMPs)被認為是暗物質最有可能的候選者。從命名上可以看出,這些假設存在的粒子對宇宙中常規物質僅產生微弱的影響,常規物質如中子、電子還有質子等,也可以被稱為重子物質,但是科學家認為暗物質應該是截然不同的物質,它們在宇宙中數量龐大,並無時無刻地穿過宇宙空間,自然也包括人體。

根據位於密西根大學的理論物理學研究中心教授凱薩琳·弗裡茲(Katherine Freese)介紹:大質量弱相互作用粒子之前被認為在偶然的機會下會與原子核發生碰撞,但現在看來這種碰撞應該更加經常發生。比如,傳統理論上認為人體細胞中的一個原子核與假設中的暗物質粒子發生碰撞的幾率大約是一生一次,可以說相當這個現象是較為罕見的,但最新的理論卻將這個幾率提升至一分鐘一次。

  根據宇宙學理論,大質量弱相互作用粒子在宇宙剛誕生的黎明時期就被產生出來,這與其他粒子形成過程類似。雖然大質量弱相互作用粒子不屬於宇宙中常規物質,並且它們很少與常規物質發生相互影響,但是兩個這樣的粒子相遇碰撞是會發生湮滅,將質量轉變為能量。位於瑞典斯德哥爾摩大學奧斯卡·克萊因中心的博士後研究人員克裡斯托弗·薩維奇(Christopher Savage)介紹:隨著宇宙不斷地膨脹,整個空間溫度不斷下降,大質量弱相互作用粒子之間間隔距離逐漸被拉大,最後不再發生湮滅現象,僅僅是相互徘回運動。

最新的模型表明每秒鐘有數十億數量級的大質量弱相互作用粒子穿過地球,這也意味著每秒鐘都有假設中的暗物質粒子穿過你的身體。對此,科學家們設計了一些周密的實驗方案來探測暗物質粒子的存在,比如將鍺晶體作為實驗材料,探索暗物質粒子擊中它們的機率以及這類碰撞所產生的能量等。研究人員薩維奇與弗裡茲都使用了相同的計算方法以探尋大質量弱相互作用粒子的質量以及豐度,並評估暗物質粒子與人體原子核發生相互作用的幾率。

薩維奇認為計算的方向較為明確,我們已經知道該如何去計算它們,但實際上暗物質粒子對常規物質(如人體)產生的影響幾乎不存在,但氧原子和氫原子更有可能與暗物質粒子發生相互作用。由於人體中含有大量的水,從這個角度上看,暗物質粒子與人體發生作用還是有較大潛伏性。最新的計算表明。大質量弱相互作用粒子為60千兆電子伏特,一個體重為70千克的正常人,身體內的原子核每年將面對10個大質量弱相互作用粒子。如果是10到20千兆電子伏特的大質量弱相互作用粒子而言,平均每個人將一年中將面對多達數十萬的粒子撞擊。

在對面如此大量假設性的暗物質粒子撞擊,那麼暗物質粒子會對人體產生何種影響?研究人員認為該級別的相互影響微弱,大質量弱相互作用粒子不會對人類構成太大的威脅,但是這些粒子之間發生碰撞時,它們就是發生湮滅而釋放出更多的能量。弗裡茲認為這些粒子的質量是質子質量的一百倍,當它們發生碰撞時就是得到一個質子產生能量的200倍,這個情況明顯是充滿了活力。而如果大質量弱相互作用粒子湮滅發生在身體中,那麼可能導致不利的基因突變,只不過這一切發生的幾率非常低。
 

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