南極,這片地球上最荒涼的冰雪大陸,現(xiàn)在卻成了宇宙謎團(tuán)的焦點(diǎn),科學(xué)家們通過(guò)高空探測(cè)器捕捉到兩個(gè)從地底深處傳來(lái)的神秘?zé)o線電信號(hào),角度詭異,性質(zhì)不明,徹底顛覆了我們對(duì)粒子物理的認(rèn)知。
2016年和2018年,NASA的南極脈沖瞬態(tài)天線實(shí)驗(yàn)在南極上空40公里處,捕捉到兩組異常無(wú)線電脈沖,ANITA是一組懸浮在氣球上的高靈敏度天線,專為探測(cè)宇宙射線撞擊冰面產(chǎn)生的無(wú)線電波而設(shè)計(jì),主要目標(biāo)是捕捉中微子,一種幾乎不與物質(zhì)相互作用的幽靈粒子。
然而,這兩組信號(hào)卻與預(yù)期大相徑庭:
角度異常:信號(hào)以約30度角從冰面以下射出,像是從地底深處“冒”出來(lái)的,信號(hào)穿越了6000-7000公里的巖石,按現(xiàn)有物理模型,如此距離的信號(hào)應(yīng)被完全吸收。
非中微子特征:通過(guò)與南極冰立方和阿根廷皮埃爾·奧熱天文臺(tái)的數(shù)據(jù)比對(duì),科學(xué)家確認(rèn)這些信號(hào)不來(lái)自中微子或已知宇宙射線。2025年《Physical Review Letters》研究稱,這些信號(hào)“與粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型不符”。
南極是探測(cè)中微子的理想地點(diǎn),遠(yuǎn)離人類(lèi)活動(dòng),無(wú)線電噪聲極低,適合捕捉微弱的宇宙信號(hào),厚達(dá)數(shù)公里的冰層是天然的“探測(cè)器”,中微子與冰分子碰撞會(huì)產(chǎn)生“冰激淋”或“空氣激淋”,釋放可檢測(cè)的無(wú)線電波。
這些信號(hào)為何如此詭異?科學(xué)家提出了幾種假設(shè),但都未獲證實(shí):
信號(hào)可能由一種未發(fā)現(xiàn)的粒子引發(fā),具備穿越地球巖石的能力,2025年賓州大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)推測(cè),這可能是“超高能粒子”或新物理現(xiàn)象的證據(jù),部分學(xué)者提出,信號(hào)或與暗物質(zhì)有關(guān)。暗物質(zhì)占宇宙物質(zhì)的27%,卻從未直接探測(cè)到。
2020年《Astronomy》文章曾猜測(cè)類(lèi)似信號(hào)可能是暗物質(zhì)候選粒子(如重高能粒子)的表現(xiàn),但2025年數(shù)據(jù)暫未支持這一理論。威塞爾傾向于認(rèn)為,信號(hào)可能是冰層或地平線附近的某種未知無(wú)線電傳播效應(yīng)導(dǎo)致。
為破解謎團(tuán),科學(xué)家正研發(fā)更先進(jìn)的探測(cè)器,超高能觀測(cè)有效載荷,計(jì)劃接替已退役的ANITA。2025年賓州大學(xué)新聞發(fā)布稱,PUEO將具備更高靈敏度,能捕捉更微弱的信號(hào),增加異常事件檢測(cè)率,PUEO預(yù)計(jì)2026年首飛,南極冰層或?qū)⒔议_(kāi)更多宇宙秘密。
作為地球上人跡罕至的大陸,南極一直以來(lái)都是理想的天文觀測(cè)場(chǎng)所,科學(xué)家在南極大陸上發(fā)現(xiàn)的隕石也非常有,有來(lái)自月球的,來(lái)自火星的,甚至還有地球形成之初剩下的隕石,這些物體在南極這個(gè)沒(méi)有人類(lèi)打擾的地方,長(zhǎng)期平穩(wěn)存在,直到被天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)。
但是未來(lái),更強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡將設(shè)置在太空,以及月球的背面,在那里不管是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡還是射電望遠(yuǎn)鏡,都能獲得更理想的觀測(cè)環(huán)境,月球本身的巨大體積將阻擋一切來(lái)自地球方面的電磁干擾,專注于聆聽(tīng)宇宙深處的電磁信號(hào)。
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