穿过人体暗物质每秒知多少?

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【大纪元2018年07月16日讯】(大纪元记者张妮编译报导)美国天文物理学家西格尔(Ethan Siegel)月初在《福布斯》杂志上发表的一篇文章说,由于暗物质在宇宙中几乎“岿然不动”,因此它们相对于都在不断运动中的地球、人体就会以很快的速度移动。天文学家们还拿出了公式能够计算每秒钟有多少暗物质穿过人体。

西格尔是暗物质论的支持者之一,认为把我们所知的物质全都加起来,都无法解释宇宙中的引力效应,因此必然存在一种不和普通物质相互作用的神秘物质。天文学家们把这种物质称为暗物质,认为它的总量是普通物质的五倍之多。

西格尔说,如果暗物质是真实的,那意味着我们银河系周围会环绕着“暗物质晕”,其中一些暗物质会经过太阳系、地球,也会穿过人体。

他认为虽然暗物质主掌着宇宙,但是到了离银河系中心2.5万光年的人类这里,普通物质的含量却超过了暗物质。

人体密度和水差不多,每立方米1000千克。而暗物质呢?西格尔说按照目前天文学家的模拟来估计,大约是每平方米只有10-21千克。

这一理论认为,如果把地球上所有人体内的暗物质加起来,也不会超过1纳克(10-9)。如果把全太阳系(算到海王星轨道)的暗物质加起来,约有1017千克——相当于一个中等偏大一点的小行星质量。

天文学家们认为,暗物质不和普通物质相互作用,因此太阳系内的暗物质不会随着太阳系移动,也不会围绕太阳转;不会在银河系中心绕其它恒星转;不会待在一个平面上;也不会随着银河系转动。

如果是这样,那么暗物质就会相对地球以很快的速度移动!

如果想要知道每秒钟有多少暗物质穿过人体,天文学家给出了计算公式,把暗物质密度、暗物质穿过的人体横截面积、暗物质速度,以及要计算的时间段这四个因素乘起来得到结果。

一般人体表面的总面积是1.7平方米,假设暗物质是以随机的角度穿过人体,可以估计其穿过人体的横截面积约为0.6平方米。

太阳系绕银河系中心的转速约为每秒200公里,暗物质垂直落入速度约每秒350公里,算出暗物质相对人体的速度约为每秒400公里。最后一个时间单位我们可以用秒、年,甚至普通人一生,算80年的时间代入计算。

虽然在任何一个时间点,人体内大约只有10-22千克暗物质,但算下来有比这多得多的暗物质不断在穿过人体。

● 每秒,有2.5 x10-16千克暗物质穿过人体;

● 每年,约10-8千克暗物质穿过人体;

● 人的一生,共有接近1毫克的暗物质穿过人体。

计算这些有什么意义呢?天文学家们为了最终能够用仪器捕获到暗物质。

在过去数十年里,科学家们造了更大、敏感度更高的探测器,想探测暗物质与普通物质间存在的哪怕微小的相互作用。但至今为止,任何探测器都一无所获。

西格尔是知名天文物理学家,也是《福布斯》杂志Starts With A Bang专栏的创立者和主要作者。◇

责任编辑:朱涵儒

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