宇宙深處,一場持續(xù)數(shù)十年的科學(xué)謎題終于迎來關(guān)鍵突破。當(dāng)耀斑星系向地球發(fā)射超高能伽馬射線時,地面觀測設(shè)備卻頻繁在預(yù)定位置“落空”,這些能量仿佛在星際旅行中神秘消失。歐洲核子研究中心(CERN)的最新實驗,通過在實驗室中復(fù)現(xiàn)宇宙極端環(huán)境,為解開這個謎團提供了決定性證據(jù)。
科學(xué)家們長期聚焦于兩個理論假說:星際等離子體的不穩(wěn)定性與彌漫宇宙的磁場。前者認為,當(dāng)電子束穿越稀薄等離子體時,會引發(fā)劇烈湍流,導(dǎo)致能量被快速耗散;后者則提出,帶電粒子在宇宙磁場中會發(fā)生偏轉(zhuǎn),使次級輻射偏離地球方向。這兩種機制在理論層面均能解釋觀測異常,但缺乏直接實驗驗證。
牛津大學(xué)團隊在CERN地下實驗室構(gòu)建了微型宇宙模型。利用超級質(zhì)子同步加速器,他們生成高能電子-正電子束流,并使其穿越僅一米長的等離子體區(qū)域。這個看似簡單的設(shè)置,實則精確復(fù)刻了耀斑星系噴流穿越星際介質(zhì)的物理過程——通過比例縮放,實驗室中的厘米級距離對應(yīng)著實際宇宙中的百萬光年尺度。
實驗結(jié)果顛覆了傳統(tǒng)認知。按照等離子體不穩(wěn)定性理論,束流進入等離子體后應(yīng)迅速發(fā)散并損失能量,但實際觀測顯示,粒子束保持高度穩(wěn)定性,能量損耗微乎其微。這一現(xiàn)象直接否定了等離子體湍流導(dǎo)致能量消失的假設(shè),將研究焦點轉(zhuǎn)向宇宙磁場理論。
研究團隊指出,實驗結(jié)果為宇宙原初磁場的存在提供了強有力支持。這些誕生于宇宙大爆炸初期的磁場,可能由暴脹、相變或暗物質(zhì)相互作用產(chǎn)生,至今仍彌漫于星系之間。它們的存在解釋了為何部分伽馬射線在傳播過程中改變方向,從而在地球觀測中“消失”。
這項突破不僅解決了耀斑星系觀測異常,更開創(chuàng)了實驗室天體物理的新范式。通過在地球環(huán)境中復(fù)現(xiàn)極端宇宙條件,科學(xué)家得以直接驗證理論模型,為未來研究提供了全新路徑。隨著切倫科夫望遠鏡陣列等新一代觀測設(shè)備的投入使用,人類對宇宙磁場的測量精度將顯著提升,進一步揭開宇宙演化早期的神秘面紗。











