大型強子對撞機制造暗物質(zhì)，破譯科學的未解之謎,！黑洞：宇宙級天然加速器

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2025-06-08 11:02:37 星秘Space

我們建造了地球上最強的粒子對撞機,，但宇宙或許早已準備好更強大的自然版本——黑洞。插圖顯示,，一個超大質(zhì)量黑洞充當著天然粒子加速器,，向地球發(fā)射高能粒子?？茖W家們正將目光投向遙遠宇宙中的超大質(zhì)量黑洞,，希望借助它們解開暗物質(zhì)這一宇宙最大謎團之一。

大型強子對撞機制造暗物質(zhì),，破譯科學的未解之謎,！

雖然我們身邊的一切都由原子構(gòu)成，但這些熟悉的物質(zhì)只占宇宙的15%,。剩下的85%被稱為“暗物質(zhì)”，一種看不到,、摸不著,，但能通過引力顯現(xiàn)的神秘存在。過去十多年,，全球科學家們指望大型強子對撞機（LHC）來找到暗物質(zhì)的蛛絲馬跡,。這個地球上最強大的粒子加速器曾在2012年成功發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子，但在探索暗物質(zhì)方面卻一直未有突破,。

大型強子對撞機制造暗物質(zhì),，破譯科學的未解之謎,！黑洞：宇宙級天然加速器

科學界開始討論建造新一代更大的對撞機，但這可能需要幾十年時間和300億美元預算,，還不一定能找到暗物質(zhì),。于是，有科學家提出借用宇宙現(xiàn)成的超級對撞機——黑洞,。在銀河系和其他星系中心,，存在著質(zhì)量是太陽數(shù)百萬乃至數(shù)十億倍的超大質(zhì)量黑洞。這些黑洞周圍通常環(huán)繞著一圈高速旋轉(zhuǎn)的氣體盤,，部分物質(zhì)還會沿著黑洞兩極以接近光速的等離子體噴流形式噴出,。科學家認為,，在這種極端環(huán)境中,，存在粒子之間劇烈碰撞的機會，能量遠超我們在地球上制造的任何粒子加速器,。

大型強子對撞機制造暗物質(zhì),，破譯科學的未解之謎！黑洞：宇宙級天然加速器

約翰·霍普金斯大學物理學家約瑟夫·希爾克表示,，黑洞附近發(fā)生的粒子碰撞或許能產(chǎn)生暗物質(zhì)粒子,，而這些粒子中的一部分可能最終抵達地球，被我們的探測器捕捉,。在LHC中,，質(zhì)子被磁場加速到接近光速，然后頭碰頭撞擊釋放出高能粒子,。而在黑洞中,，重力和高速旋轉(zhuǎn)的吸積盤氣流起到了天然加速器的作用。當這些帶電粒子繞黑洞飛轉(zhuǎn)并互相碰撞時,，某些能量極高的粒子甚至會逃脫黑洞的引力束縛,，朝我們這邊撲來。研究團隊還發(fā)現(xiàn),，黑洞自旋的能量可以被吸積盤抽取,，讓周圍的氣體運動更加劇烈，碰撞能量也隨之提升,。這些粒子中的一部分可能含有非標準模型的粒子,，即可能是暗物質(zhì)的線索。

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理論聽上去很酷，但問題來了：這些高能粒子要跨越光年甚至幾十萬光年才能到達地球,，人類有可能接收到它們嗎,？科學家表示有希望,。目前已有的天文臺如伽馬射線望遠鏡、高能宇宙線探測器等正在不斷記錄來自深空的高能事件,。如果某些異常信號能與黑洞活動對上號,，那就很可能是宇宙級加速器的蛛絲馬跡。未來隨著更靈敏的探測設(shè)備上天,，我們也許能遠程讀取黑洞中的粒子實驗數(shù)據(jù),。

或許暗物質(zhì)的線索早就在這些天然實驗室里，只等我們換一種方式去發(fā)現(xiàn),。

(責任編輯：zx0001)

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