火箭燃料太昂貴?開發宇宙暗物質作啟動引擎或能夠使火箭達到光速

在北達科他州的布萊克山下,桑福德地下研究機構的科學家們正在使用一種叫做大型地下氙(LUX)探測器的裝置來尋找暗物質的粒子(暗物質是一種被認為是宇宙中普遍存在的神秘物質)。在這個巨大的裝置裡,包含了三分之一的液態氙,被儲存在一個鈦合金容器內,一組靈敏的光探測器試圖去捕捉一個暗物質粒子與氙原子相撞併發出微弱閃光的時刻。

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為了捕捉微弱的訊號,LUX被放置在一英里厚的岩石層上,這將有助於保護它免受宇宙射線和其他可能干擾訊號的輻射的影響。

到目前為止,LUX還沒有發現暗物質。但是,研究人員透過一套新的校準技術來提高探測器的靈敏度,他們希望很快就能發現暗物質。布朗大學物理教授Rick Gaitskell在一份新聞稿中說:“繼續推進我們的探測器的探測能力對我們來說是至關重要的事情。”

火箭燃料太昂貴?開發宇宙暗物質作啟動引擎或能夠使火箭達到光速

上世紀30年代曾經有科學家有重大發現。當時,一位名叫Fritz Zwicky的瑞士天文學家確定了一個遙遠的星系群的旋轉速度,有跡象表明,它們所包含的質量比可觀測到的光要大得多。從那以後,科學家們一直在尋找暗物質,並試圖弄清楚到底是什麼。

假設研究人員最終掌握了暗物質的本質,那麼另一個問題可能會出現:

人類是否有辦法利用它呢?這項研究僅僅是為了幫助我們瞭解宇宙,還是我們可以開發出適用的技術?

一種可能性是由紐約大學訓練的物理學家賈劉在2009年發表的一篇論文中提出的,他可能會利用暗物質作為一種能量來源,在極其漫長的探索任務中為宇宙飛船提供動力。

劉的概念是基於尚未得到證實的假設,即暗物質是由中性微子組成的,沒有任何電荷的粒子。中性粒子也恰好是反粒子,這意味著當它們在合適的環境下碰撞時,它們會相互湮滅,並將所有的質量轉化為能量。

如果這是真的,那麼一磅的暗物質就能產生相當於同等數量的炸藥的近50億倍的能量。根據劉的論文,“這意味著一個暗物質核反應堆將有足夠的動力推動一艘火箭飛船穿過宇宙,一個足夠大的核心可以以接近光速的速度加速飛船的執行。”

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很顯然劉認為的暗物質引擎將與傳統的火箭啟動引擎截然不同。本質上來講,它是一個盒子,裡面有一扇小門,可以開啟火箭的移動方向,以剷起暗物質。當暗物質進入盒子時,門就關閉了,盒子收縮壓縮暗物質,增加了毀滅的速度。一旦粒子被轉化為能量,門就會再次開啟,能量推動著飛船的活動。這個迴圈將在整個太空航行中重複。

暗物質引擎的一個優點是,宇宙飛船不需要攜帶太多的燃料,因為它可以從宇宙中豐富的暗物質中收集更多的燃料。而且火箭飛行的速度越快,收集的暗物質越豐富,火箭執行的就越快。

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從理論上講,一艘重達100噸的火箭飛船可以在幾天內接近光速。反過來,這將縮短前往比鄰星的時間,這是距離太陽系最近的恆星,從當今估算的數萬年到理想的5年時間,這將是一個巨大的飛躍。

這樣看來,研究宇宙就顯得尤其重要,當然,宇宙中有很多的奧秘等待著科學家們去探索,而關於研究得出的科學構想也往往只是一種猜想,如何把這種猜想變為現實,如何把那些看似不可能的事情變為可能,還需要研究人員的不斷探索和努力,一切的一切都交給時間來證明吧。