【菜科解读】

　　尽管进行了二十年的调查，但暗能量的真实性质继续逃避我们的理解。

令人沮丧的是，大多数解释暗能量的尝试都未能通过极其严格的粒子物理学测试。

　　但是新的研究表明了一种假设形式的暗能量是如何在太阳内部形成的，并且可以在地球上被探测到。

事实上，可能已经看到了。

　　1997年，天文学家惊讶地发现宇宙的膨胀正在加速。

他们给这种加速膨胀起了一个很酷的名字——暗能量——因为他们不明白是什么导致了这种奇怪的宇宙学效应。

　　对暗能量最简单的解释是它是一个“宇宙常数”，这是爱因斯坦广义相对论中的一个额外数字。

换句话说，在这种观点中，宇宙的膨胀加速是因为……宇宙的膨胀加速——这并不是一个令人满意的解释。

物理学家试图将这个宇宙常数与在整个时空中发现的量子真空能量联系起来，但他们的计算估计加速膨胀的强度太大了大约 120 个数量级。

　　所以也许暗能量并没有直接嵌入时空本身。

也许宇宙中有一些新的力、场或粒子在起作用——这是粒子物理学标准模型以前不知道的。

这个实体可以解释加速扩张，但理论模型在这里也遇到了问题。

　　问题是，一旦你将新的力、场或粒子引入宇宙成分的混合物中，该力、场或粒子将开始与物理学已知的所有其他力、场和粒子相互作用。

而且因为我们在任何高能（更不用说低能）物理实验中都没有任何新物理学的迹象，所以这似乎不是一个可行的选择。

　　也许有一些实体在大宇宙尺度上产生加速膨胀，并且该实体内的某些东西阻止它与太阳系小尺度上的已知物理相互作用。

　　这有点牵强，但由于我们不知道是什么产生了暗能量，因此值得研究。

但是我们如何在我们的实验中找到一些被设计为从我们的实验中隐藏的东西？

　　一些理论家提出暗能量可能是由某种新型粒子引起的。

这个假设粒子不能与标准模型中的其他粒子（如电子和顶夸克）相互作用，因为它会在太阳中心大量产生，那里的密度和温度足够高暗能量与标准模型之间的相互作用。

太阳内部暗能量粒子的产生会扰乱其热平衡，改变其光输出、温度和寿命。

根据这些理论，由于太阳的行为与我们对标准模型的预期完全一致，因此它不可能在其核心产生暗能量粒子。

　　但是最近发表在预印数据库 arXiv.org 上的一篇论文提出了另一种可能性：也许暗能量不直接连接到任何标准模型粒子，而是连接到光子。

　　在太阳深处，有一个区域被称为轮旋层，在那里太阳的磁场非常强。

磁场是由光子携带的，所以在速度层中产生了大量的光子。

如果暗能量以某种方式连接到光子，那么这也可能是产生暗能量粒子的地方。

　　结果是，太阳可能真的有办法吐出暗能量粒子。

这些暗能量粒子会穿过太阳的剩余部分，穿过空旷的空间，现在就从你身边流过。

　　宇宙中还有另一个实体可能正在悄悄地流过你：暗物质。

暗物质是一种无形的物质形式，占宇宙质量的 80％ 以上。

就像这种假设的暗能量形式一样，暗物质很可能由粒子物理学标准模型目前未知的粒子组成，并在宇宙中流动。

而且，它也是完全神秘的。

　　分散在地球上的几项实验正在寻找难以捉摸的暗物质粒子，因为科学家们希望瞥见一种极其罕见的相互作用。

最近，其中一个实验XENON1T见证了一个它无法完全解释的信号——这种检测的第一个轻微暗示。

　　根据最新研究，有可能实验检测到的可能不是暗物质，而是暗能量。

不是很强的探测，远非暗能量本质的确认。

但是提示就是提示。

暗能量的最初发现已经过去了二十多年，理论和实验都没有取得太大进展。

　　科学家们希望，未来的暗物质探测实验，如XENONnT和PandaX-4T，将提供更多的数据，并最终让我们对黑暗的宇宙有了初步的了解。

原子弹是怎样释放巨大能量的？

核武器是指利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。

其中主要利用铀235或钚239等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器，通常称为原子弹。

主要利用重氢或超重氢等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器，通常称为氢弹。

煤、石油等矿物燃料燃烧时释放的能量，来自碳、氢、氧的化合反应。

一般化学炸药如梯恩梯爆炸时释放的能量，来自化合物的分解反应。

在这些化学反应里，碳、氢、氧、氮等原子核都没有变化，只是各个原子之间的组合状态有了变化。

核反应与化学反应则不一样。

在核裂变或核聚变反应里，参与反应的原子核都转变成其他原子核，原子也发生了变化。

因此，人们习惯上称这类武器为原子武器。

但实质上是原子核的反应与转变，所以称核武器更为确切。

核武器爆炸时释放的能量，比只装化学炸药的常规武器要大得多。

例如，1千克铀全部裂变释放的能量约81013焦耳，比1千克梯恩梯炸药爆炸释放的能量4.19106焦耳约大2000万倍。

因此，核武器爆炸释放的总能量，即其威力的大小，常用释放相同能量的梯恩梯炸药量来表示，称为梯恩梯当量。

美、苏等国装备的各种核武器的梯恩梯当量，小的仅1000吨，甚至更低；

大的达1000万吨，甚至更高。

核武器爆炸，不仅释放的能量巨大，而且核反应过程非常迅速，微秒级的时间内即可完成。

因此，在核武器爆炸周围不大的范围内形成极高的温度，加热并压缩周围空气使之急速膨胀，产生高压冲击波。

地面和空中核爆炸，还会在周围空气中形成火球，发出很强的光辐射。

核反应还产生各种射线和放射性物质碎片；

向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用，造成电流的增长和消失过程，其结果又产生电磁脉冲。

这些不同于化学炸药爆炸的特征，使核武器具备特有的强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等杀伤破坏作用。

核武器的出现，对现代战争的战略战术产生了重大影响。

原子弹主要是利用核裂变释放出来的巨大能量来起杀伤作用的一种武器。

它与核反应堆一样，依据的同样是核裂变链式反应。

按理，反应堆既然能实现链式反应，那么只要使它的中子增殖系数k大于1，不加控制，链式反应的规模将越来越大，则最终会发生爆炸。

也就是说，反应堆也可以成为一颗“原子弹”。

实际上也是这样，若增殖系数k大于1而不加控制的话，反应堆确实会发生爆炸，所谓反应堆超临界事故就是属于这样一种情况。

但是，反应堆重达几百吨、几千吨，无法作为武器使用。

而且在这种情况下，裂变物质的利用率很低，爆炸威力也不大。

因此，要制造原子弹，首先要减小临界质量，同时要提高爆炸威力。

这就要求原子弹必须利用快中子裂变体系，装药必须是高浓度的裂变物质，同时要求装药量大大超过临界质量，以使增殖系数k远远大于1。

科学家发现黑洞靠与热辐射风拔河调节能量

哈佛大学天体物理学家约瑟夫・尼尔逊(Joseph Nielson)表示：“特大质量黑洞附近存在数千颗恒星，可以‘摆布’整个星系的物质。

也就是说，特大质量黑洞可能拥有更多自我调节机会。

” 　　科学家发现黑洞靠与热辐射风拔河调节能量　　据美国太空网报道，科学家发现，通过与其"碎片盘"吹来的一股炽热辐射风上演拔河大战，相当于数十亿个太阳的特大质量黑洞能够调节自身能量。

　　经过长达10年的观测，钱德拉X射线天文台最终发现了第一个有关发生于质量只相当于14个太阳的小黑洞内的这种神秘现象的明显证据。

哈佛大学天体物理学家约瑟夫·尼尔逊(Joseph Nielson)表示："特大质量黑洞附近存在数千颗恒星，可以‘摆布’整个星系的物质。

也就是说，特大质量黑洞可能拥有更多自我调节机会。

"　　怪异的"病态"天体　　黑洞拥有可怕的力量，一旦被其俘虏，任何物质——甚至于光线都无法逃离。

但在黑洞周围，一系列活动产生的高能辐射——包括无线电波和X射线——却可以进入太空。

有时候，这种能量"流失"显得非常杂乱，部分能量可导入聚焦喷射流，喷射流沿着黑洞的旋转轴朝两个方向射出。

　　钱德拉X射线天文台一直对无法预知的黑洞GRS 1915+105进行观测，这颗黑洞拥有14种不同的亮度状态，其中包括一种"心跳"状态——亮度会周期性增大，如同心脏监视器描绘出的心电图。

20多年来，这些未知状态让对GRS 1915+105系统的观测变得异常复杂，虽然每一个大型地面及太空观测台都曾一瞥这种现象。

　　尼尔森在接受太空网(SPACE.com)采访时说："由于这种怪异的光变曲线，黑洞被形象地称之为‘病态’天体。

能够发现辐射风和喷射流的基本物理学原理，我们都感到非常兴奋。

"在偶尔的能量喷射以及其它活动之后，绝大多数黑洞通常都拥有较长的"平静期"，但GRS 1915显然是个另类。

这颗黑洞体积虽小，但却异常活跃，已经拥有长达17年的喷射史。

　　与热辐射风上演拉锯战　　钱德拉X射线天文台观测结果显示，GRS 1915的能量喷射一直与热辐射风上演拉锯战，热辐射风来自黑洞周围尘埃与气体增长盘炙热的内部区域。

尼尔逊说："外部增长盘实际上吸收了部分能量，并且本质上开始蒸发。

随着能量流出增长盘，它会吸收更多辐射和动量，直至辐射风的速度达到每秒1000公里以上。

"与此同时，外部增长盘的蒸发作用则剥夺了黑洞的质量喷射流，并将其作为燃料，直至蒸发殆尽。

但质量喷射流却会再次出现，其中的原因仍旧是一个不解之谜。

　　相比之下，科学家更多地了解操纵热辐射风的可能机制，其中包括除与GRS 1915这个例子有关的热量驱动或X射线加热以外的因素。

磁场也能够驱动小黑洞(也被称之为"微型类星体")周围的辐射风。

尼尔逊指出："我们面临着一个新的谜团——为何一些微型类星体产生磁场驱动下的辐射风，而其它成员却产生热量驱动下的辐射风?迄今为止，我们还不知道这个问题的答案。

"　　一个处于进行时的迷　　任何情况下，喷射流的维持时间都存在差异。

尼尔逊说："可能只有短短几分钟，也可能持续几天或者几周时间。

有时候，喷射流和辐射风会全部停止，只有一个安静的增长盘慢慢给这个黑洞输送能量。

"　　现在的GRS 1915继续提供有用信息，研究人员可利用这些信息了解其超大质量黑洞"兄弟"，与后者有关的观测将进行相当长时间。

据悉，这个小黑洞发生的持续一小时的变化相当于一个超大质量黑洞长达一万年的变化，如果后者的质量是太阳的10亿倍。

　　钱德拉X射线天文台的大部分观测数据只与这个小黑洞有关，研究人员的数据分析工作尚未结束。

尼尔逊说："这有点像回头去看每一块拼图上的图案，钱德拉非常胜任这份工作，为我们提供了大量宝贵数据。

"