科學(xué)家束手無(wú)策：越來(lái)越多的反物質(zhì)正在撞擊地球！

據(jù)外媒報(bào)道，有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，宇宙中的反物質(zhì)——正電子撞擊地球的頻率要比預(yù)計(jì)的高得多，確切原因無(wú)法得知。

宇宙射線由能量極高的粒子組成，因此能以極快的速度撞向地球。正電子在這些粒子中只占了很小的一部分，它們從何而來(lái)?如何產(chǎn)生?我們還無(wú)法確切得知。更令人困惑的是，在2008年，位于地球軌道的帕梅拉（PAMELA）衛(wèi)星探測(cè)到了數(shù)量超乎尋常的高能正電子。對(duì)于這一異常現(xiàn)象，天文學(xué)家提出了兩種假說(shuō)：一是來(lái)自脈沖星等天體物理源;而是來(lái)自暗物質(zhì)粒子的衰變。

一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)對(duì)墨西哥HAWC（High-Altitude Water Cherenkov）伽馬射線天文臺(tái)的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，以驗(yàn)證這些過(guò)量正電子是否來(lái)自脈沖星等天體。脈沖星是一種中子星，能利用超強(qiáng)的磁場(chǎng)將帶電粒子以強(qiáng)射束的形式拋出。當(dāng)脈沖星自轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致射束旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，從地球上看就呈現(xiàn)出一系列穩(wěn)定、快速的脈沖——這也是“脈沖星”這個(gè)名字的由來(lái)。

當(dāng)脈沖星的射束擊中周圍的塵埃和氣體時(shí)，就如同進(jìn)入了一臺(tái)巨大的粒子加速器。在粒子相互碰撞的過(guò)程中，從能量中產(chǎn)生了新的物質(zhì)，比如正電子;而在碰撞的沖擊波下，正電子會(huì)以極快的速度向外擴(kuò)散。當(dāng)然，這一切都只是理論上的推測(cè)。

因此，當(dāng)HAWC天文臺(tái)近期探測(cè)到兩顆位于數(shù)百萬(wàn)光年之外的脈沖星時(shí)，天文學(xué)家似乎很有機(jī)會(huì)對(duì)以上假說(shuō)進(jìn)行驗(yàn)證。“HAWC天文臺(tái)的探測(cè)器記錄了一定數(shù)量的電子發(fā)出的伽馬射線，這些電子產(chǎn)生于脈沖星，并被脈沖星加速到極其高能的狀態(tài)，”波蘭科學(xué)院的物理學(xué)家弗朗西斯科（Francisco Salesa Greus）說(shuō)，“基本的問(wèn)題是：這些電子的相互作用是否足夠，使它們能接下來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的正電子?”

問(wèn)題的答案是否定的。經(jīng)過(guò)17個(gè)月的數(shù)據(jù)采集和細(xì)致分析，研究人員發(fā)現(xiàn)脈沖星只能解釋一部分正電子，而實(shí)際探測(cè)到的正電子數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了估計(jì)值。他們的研究結(jié)果發(fā)表在近期的《科學(xué)》（Science）雜志上。

研究負(fù)責(zé)人之一、美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的博士后研究者周浩解釋稱，高能正電子可以和宇宙微波背景輻射相互作用，產(chǎn)生沿直線傳播的伽馬射線，因此探測(cè)伽馬射線可以反推正電子的來(lái)源信息。

分析結(jié)果表明，正電子擴(kuò)散的速度要比預(yù)想的慢，兩顆脈沖星產(chǎn)生的正電子并沒(méi)有足夠的時(shí)間到達(dá)地球，因此它們并不是正電子“過(guò)量”的主要原因。

“過(guò)量”的正電子來(lái)自哪里?天文學(xué)家還在尋找其他更有可能的解釋，其中之一是暗物質(zhì)粒子的大規(guī)模衰變。這是一個(gè)相當(dāng)誘人的假說(shuō)。據(jù)估計(jì)，暗物質(zhì)占據(jù)了宇宙質(zhì)量的四分之一。如果能確定正電子與暗物質(zhì)之間的聯(lián)系，或許我們能最終了解暗物質(zhì)的其他性質(zhì)。不過(guò)，目前的探測(cè)器還未探測(cè)到暗物質(zhì)，宇宙中也可能存在另一些脈沖星或其他天體正在產(chǎn)生朝地球而來(lái)的正電子?？茖W(xué)假說(shuō)的驗(yàn)證并不容易，我們現(xiàn)在只能等待。