【来源:潮新闻】

中微子对于人类来说是神秘的,它是宇宙形成之初就存在的基本粒子,隐藏着许多未知的重要信息。
而研究中微子是国际前沿的基础科学,对于帮人类认识宇宙和现存的世界物质都具有重要意义。
近期,我国重大科技基础设施——江门中微子实验建设有了新动态。
12月18日,随着项目经理、中国科学院院士王贻芳宣布启动灌注,经过超纯水系统层层过滤的超纯水以100吨/小时的流量注入到探测器水池内,江门中微子实验(JUNO)液体灌注正式开始,这标志着江门中微子实验建设来到最后一个关键节点。

中微子实验液体灌注启动现场 中科院高能物理研究所 供图
这个深藏在地下700米的科学大装置,承载着无数科学家梦想和期待,并将于2025年8月正式运行取数。
投入使用后将主要着手研究中微子,探索其中更多的未知。
江门中微子实验以测量中微子质量顺序为首要科学目标,与此同时也进行其他多项重大前沿研究。
其核心探测设备位于地下700米的实验大厅内44米深的水池中央。
2万吨液体闪烁体、45000只光电倍增管、直径35.4米的有机玻璃球、直径41米的不锈钢网壳等是它的关键组成部件。
启动灌注现场 中科院高能物理研究所 供图

江门中微子实验有机玻璃球是世界最大的单体有机玻璃球,对于中微子的“捕捉”起着重要的作用。
这个巨大的球体内部将填充约2万吨的液体闪烁体,当中微子与其发生相互作用时,会产生微弱的闪烁光。
布满中心探测器内壁的光电倍增管探测到闪烁光,再将光信号转换为电信号输出,从而实现对中微子的探测。
有机玻璃球的高透光性和低放射性本底特性,使其能够有效地收集光信号,同时减少背景噪声,提高探测的准确性。
JUNO中信探测器底部 中科院高能物理研究所 供图
据了解,和目前国际最好水平相比,中心探测器的液体闪烁体体积增大了20倍,光电子产额增大了3倍,能量分辨率提高2倍,达到了前所未有的3%。
此外,为了提升中微子探测的准确性,中心探测器浸泡在圆柱形的水池中,水池兼做水契伦科夫探测器和屏蔽体。
水池顶部为约1000平方米的宇宙线径迹探测器。
在水契伦科夫探测器和宇宙线径迹探测器的联合探测下,可以将其对中微子探测的影响去除。
同时,水池中的水可以屏蔽岩石的天然放射性及宇宙线在附近岩石中产生的大量次级粒子。

此次液体灌注将分两步走,前2个月将超纯水灌满中心探测器有机玻璃球内外空间,再用6个月将有机玻璃球内部的超纯水置换为液体闪烁体。
预计2025年8月完成全部灌注任务,并开始正式运行取数。
江门中微子实验项目团队 中科院高能物理研究所 供图
江门中微子实验(JUNO)项目团队由17个国家与地区、700多位成员组成。
建成后,将成为国际中微子研究的中心之一,与正在建设的日本顶级神冈中微子实验(Hyper-K)和美国深部地下中微子实验(DUNE)形成中微子研究的鼎足之势。
我国在中微子研究领域的国际领先地位也将得到进一步巩固。
未来,江门中微子实验将如何引领人类揭秘宇宙,值得期待。
主要数据来源普朗克卫星(2013–2021)测宇宙微波背景辐射(CMB),给出:137.97 亿年(138.2 亿年)。
近年(2025)CMB 高精度测量(ACT 等)精度提高到约 0.1%,结果仍确认:138 亿年。
交叉检验最老恒星年龄:126–130 亿年(比宇宙年轻,符合逻辑)。
放射性元素衰变、高红移星系年龄(如 MoM-z14 形成于宇宙约 2.8 亿岁时)均与 138 亿年一致。
简单说教科书 / 标准答案:138 亿年更精确值:137.97 亿年所有数据都建立在大爆炸 +ΛCDM 标准模型上;
如果未来有全新模型(比如有人提出宇宙可能更老,如 300 多亿年),那还需要更多证据才能取代现在的结论。
它拥有世间顶尖的引力束缚力,独特的视界边界划分出截然不同的时空领域,只要踏入视界范围之内,就连每秒三十万公里的光速,都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。
今天就用闲聊述说的口吻,聊聊黑洞引力的奇特特性,讲讲视界的划分意义,理清为何光速都无法从黑洞内部脱身,一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。
宇宙天体的引力强弱,一直和自身质量、密度牢牢挂钩。
普通恒星、行星的引力,只能束缚周边卫星与星际物质,物体只要达到对应速度,就能摆脱引力飞向深空。
而黑洞诞生于大质量天体的末期演化,巨型恒星燃料耗尽后,再也无法支撑自身庞大躯体,核心在自身重压下急剧向内坍缩,体积被无限压缩,密度飙升到难以想象的地步。
极致致密的结构,催生出碾压所有常规天体的超强引力,这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。
从黑洞形成的那一刻开始,它就注定成为宇宙里特殊的存在,和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。
围绕黑洞存在一层无形的边界,这便是人们常说的事件视界。
它没有实体外壳,肉眼无法直接看见,却是一道无法逾越的分界线。
视界之外的宇宙空间,依旧遵循常规物理规则,光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭,天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。
一旦物质、光线跨越这条无形界线,彻底进入视界内部,一切都会发生颠覆性改变。
黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在,再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。
衡量天体引力束缚能力,有一个关键参照标准就是逃逸速度,也就是物体摆脱天体引力束缚,飞向宇宙远方需要具备的最低速度。
地球有着自身对应的逃逸速度,火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空,太阳系里的各大行星、恒星,都有着各自固定的逃逸速度门槛。
黑洞打破了常规天体的速度极限,视界内部的逃逸速度直接超越光速。
光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度,连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼,其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。
光线坠入黑洞视界后,无法向外反射、传播,我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮,这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。
任何闯入视界之内的物质,不管是庞大的恒星残骸,还是细碎的气体尘埃,都会被强大引力不断拉扯撕扯,最终向着黑洞中心奇点不断坠落,彻底消融在这片深渊之中。
超强引力不止禁锢视界内部的一切,也会剧烈扭曲周边时空。
靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折,光线途经周边空间也会发生明显偏转。
不少遥远天体发出的光芒,在奔赴地球的途中靠近黑洞区域,都会被引力改变行进路线,这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。
科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹,一步步推算黑洞位置,测算它的质量与引力强度。
时至今日,人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查,视界内部的时空结构、物质形态,还留存着大量未解谜题。
光速无法逃逸的特性,让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域,里面的一切变化都无法向外传递信息。
黑洞凭借极致强大的引力,划定出超越光速束缚的视界禁区,成为宇宙中最神秘的深渊天体。
这份打破常规物理认知的特质,不断吸引着人类探索研究,随着天文观测技术持续进步,未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。