越是古代的东西埋在地下越深，是不是地球还在增厚，增重，增大？

地球的确在不断地变大，但是越是古代的东西越是处于地下深处，却与这个事情关系不大，人类的文明史不过10000年而已，这么短的时间内地球还没那么容易“沧海桑田”。

地球原本没有那么多水，水的来源主要有两部分，其一是太阳风中的质子和地球氧作用产生水；其二是大量的携带水的彗星撞击地球、水冰融化形成海洋。第二个来源获得了更多的科学家的支持，原因在于太阳系本身富含水的彗星很多，而且科学家也观测到了其它恒星系统的形成过程，其实就是大量的亲体尘埃聚集融合，有非常多的天体碰撞事件。

地球形成过程中就是大量的天体碰撞融合的结果，数十亿年前大量含水的彗星撞击地球带来了足够的水。与之相似的就是月球的水资源分布，月球没有大气层，没有地球上的水体运动，但是在南北极的环形山（小行星、彗星撞击）中有很多固态水冰。因为水多所以地球曾经海洋的面积远大于如今，但是地球自身的地质活动导致了造陆运动。

主要有两类，其一是地球内部炙热岩浆的喷发和凝固，这类造陆在夏威夷、冰岛等岛屿区域中很明显，至今仍在持续；其二就是大陆板块的运动，因为地球内部是更炙热粘稠的岩浆，岩浆的对流运动对地壳有很强的冲击和摩擦，于是导致地壳运动，地壳隆起沧海桑田，我国的青藏高原在几亿年前还是汪洋，山脉中有很多典型的海洋生物比如三叶虫的化石。板块碰撞挤压是如今所致的造陆运动的主要形式，这造就了盘古大陆。

盘古大陆是如今各大洲的前身，盘古大陆形成后板块持续移动于是导致了地壳的分裂，形成了如今的大洋大洲格局，海洋占全球面积的71%，陆地仅占29%。不过地球仍然在不断地吸附星际气体、尘埃、陨石、小行星，所以地球确实还在变大，据地址分析，如今的地球就比恐龙时代大一些。

而且由于化石形成的原因，必须埋在地下才可以形成，生物死后被埋葬，尤其是海洋生物，被沉降物埋起来，沉降物积累形成层积岩，再在地壳运动中被埋葬；陆地动物化石也主要是在意外中被埋葬形成，后续由于风力、水力的作用，地表有了沉积物，将化石埋得更深。

越是古代的东西越是在地下深层，主要的原因就是大气、水体、地壳运动导致的，大气会吹拂尘埃导致物体被掩埋，据分析黄土高原就是沙漠尘埃大风吹拂并在那个位置沉降形成的；因为地势的关系，水往低处流，在上游因为势能大动能大，冲击岩石圈带来大量的泥沙，到了河流中下游水体流动平缓，于是泥沙堆积，不断地冲刷形成冲击平原；黄河中下游的开封地区就是古城摞古城，主要的原因就是古代黄河泛滥、改道导致的泥沙堆积，一层一层地，当然是距今越远越是在下层。至今开封一段还是地上悬河，河面比周围高。

看起来这两个事情相关，但其实并不相关。其实主要的原因是物质运动，水、风、地壳漂移等形式造成了这样的假象。这种现象在现代稍微有些改变，主要是水利设施的建设，由于小浪底水库的调水调沙的能力，以及上游植树造林等环境改善的问题，如今黄河中下游泥沙淤积的现象有所改观。

地球形成已经超过46亿年了，公转几十亿圈，轨道上的物质早就被清空了。就是说，以百万年为单位的话，地球的质量和直径并没有增加（事实上质量还降低了）。形成沉积层的原因不是太空物质沉降，而是 造山运动与风化作用互相较劲的结果， 属于地球“内部事务”。至于为何“古深今浅”，很简单，后来居上嘛。

沉积物质从何而来。

地球有厚实的大气层，还有液态水，所以高山、高原的物质会不断被风与水剥蚀，变成小颗粒，被搬运到低平处沉积下来。大气与水这些流体因素总在削峰填谷，想方设法把地球打磨成一个完美的球体。

图:

黏土、砂石等不同成分组成的沉积层。

不过与此同时，地球内部的力量又在迫使山脉和高原继续抬升，并通过拉伸或挤压地层，制造新的山脉与沟壑。

图:山脉的形成。

这两种力量已经这样互相作用了几十亿年，结果谁也没压过谁，倒是造就了大范围的沉积区域。比如黄土高原吧，这个地方中生代时期是个巨大的内陆盆地，后来周围山脉剥蚀下来的碎屑不断在此堆积，填平了盆地。加上地层抬升，这里渐渐成了一片高原。

本着“谁高削谁”的原则，风和黄河开始从这里向东、向南搬运物质。它们大量地搬，黄土高原则以每年抬升20毫米（印度板块挤压导致的）作为回敬。所以最后，我们得到了一块肥沃的华北平原，黄土高原也没见变矮。

图:广阔的华北平原，及周边地形。

自然沉积与“考古层位学”。

考古层位学主要以地层中 因人类活动而形成的各种文化堆积 为研究对象，比如陶片、房基、建筑遗址什么的。遗存物的埋藏深度便是判定文物年代的重要依据。

以华北平原为例，仅每年的沙尘暴，就会让这片平原“长高”01至5毫米，而人类世代聚居的地方每年“长高”得更多。这些人造沉积物质中，炉灰、建筑垃圾、生产垃圾是主流，这些废弃物平均每年可以让地面升高5毫米以上。后来房屋翻建，旧的基台便被留在下面了。

图:各个朝代形成的沉积层，年代越

近埋藏越浅。

另一个因素是频繁改道的黄河。黄河每次决口都会淹没大片土地，村落城市被冲毁，建筑物只剩墙基，埋在厚厚的泥沙之下。灾难过后，居民又在新地层上重建家园，原来的遗址便沉睡在地层之下了。

越是古代的东西埋在地下越深，是不是地球还在增厚，增重，增大？

第一个称地球的人：

时间退回到1731年得10月10号，在一个英国贵族家庭诞生了一位名叫亨利·卡文迪许的孩子，但这个含着金钥匙出生的富豪后代，却在学习领域打出了一番天地，第一个通过间接方式估算出地球质量的人便是他。

任何时代、任何出生的人都会有自己的“难题”，亨利·卡文迪许刚好又身处自然科学快速发展的年代。而他和其他科学爱好者都面临着同一个难题，那就是怎么将地球的质量称出来！从当时的记录来看，地球的半径、表面积和体积大概都有了基本估算数据，分别是6400千米、5 1 10¹⁴平方米和1 08 10²¹立方米，那地球的质量到底是多少？

之所以亨利·卡文迪许会被称为第一个称地球的人，当然是因为他在1798年的时候通过复杂而巧妙地实验间接估算出地球地质量，即：596 10^24千克。只不过这个质量一定不是地球的准确质量，正如他在计算的时候就忽略了地球的非球形对称结构。

与此同时，尽管我们在万有引力定律的基础上所计算出地地球质量是5965 10²⁴kg，并进一步得出地球地平均密度在552g/ ³左右。但是，地球本身就是一个庞大且结构复杂的椭圆形球体，各空间物质的密度大小也不一样，所以，我们目前公认的地球质量也只是一个大概的估算数值，并不是一个确切的答案。而且，即便时间在过去几十年，甚至上百年，或许人类都没办法测量出地球真正的质量到底是多少。

越是古代的东西在地下埋得越深？有没有反面例子？

如果是真的对考古很感兴趣的人应该知道，古代物件在地下的埋葬深度和年代的久远程度并没有绝对关联，反而与物件主人当地的习俗和地质变化密切相关。人类区别于其他动物并在地球上成为绝对的主人，除了我们拥有更发达的头脑以外，还与文字记录的发明和出现有关。即便我们无法穿越到古人生活的年代，但却可以从现有 历史 记录中了解当时的大事记和风土人情等。

实际上，不管是几百年、甚至几千年前的古代 社会 ，还是大家如今生活的年代，其实绝大多数人一直都有“埋于地下”的执念。所以，即便如今城市很多地方都被要求火葬，但很多农村其实都在继续实行土葬。再往小的方面说，如果谁家宠物因为不治之症而选择安乐死，那么，它的主人有很大概率都会找一个地方将其埋入土坑。

我列举这些只是想要表达一个意思，那就是古代的东西本来大多都埋葬在地下，包括当年那些需要给皇帝殉葬的妃嫔们，尤其是人殉特别兴盛的殷商时期。尽管古代人殉现象在周礼被推行以后得已减轻，却又在春秋时期再次复燃，直到秦国时期才被正式废止这种惨无人道的人殉条例。

如果大家去过西安，那很大概率都去看过秦始皇兵马俑，要知道那些在坑中站立着的兵马俑距离现在已有两千多年时间，但是坑位的最底部距离地面其实并没有多高。要说对比那些不同年代埋葬品和当地地面的高度，那秦始皇兵马俑可能还不是很多距离现在只有几百年的葬品的对手。所以，如果直接说越是古代的东西在地下埋得越深，那么，这句话本身就有失偏颇。

地球是不是一直在变大？地壳的厚度是多少？

地球是不是一直在变大，这个问题其实要看是什么时间段，如果是地球形成初期且还未完全成形的时候，那地球的确是在逐渐变大，因为它至少需要清楚自己运行轨道上的障碍物。但很明显，那个时候别说地球上有没有人类，任何已知生命体都不可能在地球上存在，因为那时的地球和目前太阳系中的其他类地行星一样，同样会因为环境恶劣而不适合生命繁衍生息。

但是，地球并不会一直明显变大，因为，地球虽然可能偶尔接收到宇宙中的其他物体，比如火星陨石。但是，地球的大气物质这些也会逃逸，所以从整体来看，地球的质量并没有明显的减小或增加，而是维持相对稳定的质量持续运转。目前公认地壳的平均厚度是17千米左右，但大陆一直是地壳厚度值最大的地形，平均水平在39到41千米的样子，青藏高原就是已知地球上地壳厚度最大的区域，预计此处的最大地壳厚度大约有70千米。

那么，为什么有些古代东西的确埋葬深度很深？如果撇开当时的人文风俗不说，那么很可能就与当地的地质变化有关。我们平时很难看出山的高度有没有变化，只不过是因为一个人的一生往往都只有短短数十年，当时，当时间长度被延长到上千年、甚至上万年，那么，沧海变桑田这样的景观就会真实上演，所以科学也难以解释。

地球地表的地质变化，其实一直都受到地球内力的作用，而地壳的组成和结构变化都会受到地球内里的影响，而地表的高低起伏都与此有关。所以，年代久远的年代所埋葬的物品，很可能在多年之后经历了一系列复杂的地质变化，然后才被埋在了比当时更深的地下。但这一点更普遍地发生在古代生物化石身上，因为这些生物曾在地球上存在的时间，远比人类祖先留下物品的时间更久远。

随着人类活动的增加，最初地球是在增重的。但是，地球上的物质会转换形式，也维持着稳定。而且地球每年通过大气流失在失去重量。所以地球的重量并没有在不断地增加。一些外来陨石也会对地球的重量有所影响，不过都是微乎其微的。

很久以前，亨利·卡文迪计算出地地球质量是5965×10kg，地球平均密度在552g/㎝左右。由于地球它的密度不一样，所以那时候地球的重量也只是一个估算值。有人认为，古代的东西被埋在地下，而且地球经常接受外来陨石。他们质疑，如今的地球有变大吗？或者说重量会增加吗？其实，在地球形成初期，它是会慢慢增大。那时候它就像一个发育不完善的婴儿，地球需要不断地进补营养。那时候，地球和太阳系中的其他行星一样普通。直到物竞天择，地球慢慢在众多行星中脱颖而出。人类繁衍生息，人类活动开始，地球也在增重。但是慢慢会达到一个平衡的状态。

科学表明，地球并不会一直不断增重。虽然古代的东西都被埋在了地下，但是，地球是一个封闭的体系，内部的物质一直在转换形式，增加的同时也在消耗。甚至大气也会脱离地球。因为地球离太阳比较近，气体运动比较活跃，地球每年会失去近95000吨氢气和近1600吨氦气。地球重量始终维持在一个平衡的状态，没有明显的减少或增加。但是，地球有时候也会接收到宇宙中的其他物质。比如火星陨石之类的。这些对地球的重量影响都是很小的，除非经过很长时间，累积起来计算的话，确实增加了地球的重量。

不管，地球的重量是增加还是减少，作为地球上的一份子，我们人类都应该保护好地球，爱护我们自己的家园。

超高能宇宙射线是宇宙中能量最高，也最稀有的粒子流，同时也是最神秘的射线。本杰明·史丘斯（Benjamin Skuse）告诉我们宇宙射线的秘密是如何不停检验着我们对于高能物理学的理解水平。

在遥远的宇宙中的某个地方，有某种物体不停创造着包含超高能量的粒子。不管它是什么、来自哪里，它可能是任何能量为1018~1020eV的粒子。已知欧洲核子研究中心的大型强子对撞机能产生最高能量为1013eV的粒子，而超高能宇宙射线的能量比地球上人类使用粒子加速器所能产生的要高百万倍。简而言之，超高能宇宙射线是有史以来人类发现的宇宙中能量最高的粒子。（eV：物理学常量，能量单位，电子伏特）

超高能宇宙射线简称UHECRs，最早在1962年发现。它是普通宇宙射线的超能同类物，50多年前，奥地利科学家维克多·赫斯通过一连串乘坐热气球升空试验发现了它的存在。尽管人们对普通宇宙射线了解颇深，但超高能宇宙射线来自哪里，因何物加速散射仍然成谜。

幸好有些超高能宇宙射线偶尔会降临地球。进入大气层后，超高能宇宙射线会与空气中的分子碰撞，后者会分解为其它粒子，产生瀑布效应，冲向大地。这样一来大量的粒子会扩散到地球表面五公里的范围。在阿根廷的皮埃尔·俄歇天文台和美国犹他州的望远镜阵列的帮助下，科学家观测到这些粒子，并获取关于超高能宇宙射线的信息。

观望等待：皮埃尔·俄歇天文台1660个探测器之一，其中包含着12,000升水，用于捕捉难以寻找的超高能宇宙射线。（图源：皮埃尔·俄歇天文台）

这两处都建有地面探测器阵列，皮埃尔·俄歇天文台有1660台装有12,000升水的探测器，散布在3,000平方千米的地域。瀑布效应中的粒子飞入探测器中会产生电磁冲击波，然后探测器内的光探测管捕捉到电磁冲击波信号。研究者就可以将这些信息和观测数据一并进行分析。望远镜阵列中的27台望远镜收集瀑布效应激发空气中的氮气所产生的荧光，科学家分析荧光，获得相关数据。

这项组合技术能够对超高能宇宙射线的通量，到达方向和能量都进行准确的测量。在2017年，皮埃尔·俄歇天文台的研究员基于这项技术，明确表示具有极高能量的宇宙射线是银河系以外而来的（援引Science第357期1266页）。鉴于我们知道宇宙射线已有一个多世纪了，这一突破性发现似乎平淡无奇，甚至姗姗来迟。但是事实上，它反映了科研人员面临的巨大难题。因为一般来说，能量超过1020eV的宇宙射线每百年才会一度降临地球上一平方千米的土地上。

是什么组成了超高能宇宙射线？

近几十年来收集的数据显示低能宇宙射线，大多是由质子，原子核和电子组成，它从天空的四面八方而来。科学家认为这种扩散是因为受到了银河系漫布的磁场各个方向的辐射，产生偏移，因此无法直接找到这些射线的来源。超高能宇宙射线则不同，它能量极高，很容易穿过银河系磁场，仅发生极小角度偏移。“我们能够利用这些作为天文信使直接找到其来源。”皮埃尔·俄歇天文台发言人罗孚·恩格尔（Ralph Engel）如是说。

在一次超高能宇宙射线产生的空气簇射中，簇射穿过大气层，瀑布效应涉及到越来越多的粒子。然而，每一次相互作用都会使其失去能量，也就是说簇射粒子的数量逐渐下降，只有一小部分到达地面。但是，通过了解空气簇射在大气中的传播方式，俄歇和望远镜阵列的研究人员可以模拟粒子之间的相互作用，从而推断出簇射在大气中的峰值位置。通过结合瀑布效应峰值和测量到的瀑布效应能量，他们可以推断出超高能宇宙射线的质量，从而确定其特性。

俄歇的科学家应用这种方法之初，他们希望最高能量的宇宙射线只是由质子组成。事实却恰恰相反，他们发现了一些奇怪的东西。当超高能宇宙射线的能量从1018 eV增加到1020 eV时，质量也随之增加。恩格尔解释说：“我们从能量大约1019电子伏特的大量质子开始研究。”“突然，有一个氦(核)发生了巨大的性质改变，元素质量到达碳和氮之间。”

超高能宇宙射线的质量随着射线能量的升高而增长，这是个困扰着理论物理学家和实验物理学家的难题。令俄歇天文台的科学家感到棘手的是，更重的超高能宇宙射线更容易因银河系磁场产生偏移，这使得找出它的来源变得更加困难。另一方面，对于克里特岛大学(University of Crete)的瓦西里基·帕夫里杜(Vasiliki Pavlidou)等理论物理学家来说，这个问题更为根本：它可能挑战我们对高能物理学的整个理解。她说：“如果处于最高能量的初级粒子确实变得越来越重，我们不得不接受一些令人不安的巧合。”

超高能宇宙射线穿过地球大气层，发生瀑布效应产生空气簇射，极少数射线能到达地面（图源：马克·加里克Mark Garlic 科学库）

学界普遍认为，超过一定能量的宇宙射线在宇宙微波背景中与光子相互作用时时会急速失去能量，也就是说地球上观测的超高能宇宙射线的能量的极限是1020eV。然而，假设受测粒子随着能量的增加而增重，那么首先加速超能宇宙射线的天体物理过程，——不管它是什么——都必须以接近其最高能量的速度运行(较轻的粒子会因为体积太小而无法达到那些高能量)。因此，超高能宇宙射线的1020 eV能量极限是由两个完全不相干的过程控制的：粒子怎样在河外源头加速，又怎样在星际空间中失去能量。这是第一个奇怪的巧合。

第二个巧合关于银河系内部的宇宙射线和来自其他地方的宇宙射线。银河系内的宇宙射线在能量为3×1018eV时无法观测，这与银河系外宇宙射线随能量增加而变重的起始能量完全相同。这绝不寻常，因为银河系内和银河系外的宇宙射线来自不同源头（即使我们仍然不知道后者的来源）。

既然这两个巧合都取决于完全不相关的物理过程和特性，为什么它们会在相同的能量尺度上发生呢？原因之一可能是这些巧合根本不存在。如果银河系外的宇宙射线没有因为能量而变得更重，而总是维持质子形态，那就肯定是这样，这种巧合就会逐渐消失。事实上，帕夫里杜和她的克里特岛同事西奥多·托马拉斯认为，超高能宇宙射线可能主要由质子构成，唯一的困难是一些未被实践证明的物理现象，这些现象会影响一定能量以上的空气簇射。

这听起来可能很奇怪，但我们有充分的理由不完全拒绝这个想法。物理学家基于对粒子物理学标准模型的理解，对空气簇射中的粒子如何相互作用进行了建模，但从未在高能量下进行过测试(甚至不曾用在大型强子对撞机上)。此外，这些模拟远不能解释所有观测到的空气簇射特性。所以有两个差强人意的选择：宇宙射线要么是质子，新的物理现象使它们显得很重，要么是重粒子，那标准模型就需要进行极大的调整。

但如果是质子构成了超高能宇宙射线，要弄清楚质子如何伪装成更重的粒子，则需要一些不同寻常的思考。有一种令人兴奋的可能，即质子的最初碰撞产生了一个迷你黑洞，它的存在是由额外维度理论预测的。“对于合适数量的额外维度，质子实际上可以拥有预期质量，”托马拉斯解释说，“迷你黑洞会瞬间衰变为大量共享黑洞能量的强子，让质子呈现出很重的状态。”

另一种可能是预设量子色动力学(QCD)中尚未发现的相确实存在——该理论描述了夸克是如何被束缚在质子、中子和其他强子中的。然而，托马拉斯承认，这些都是“奇异”的可能。“我们还没有发现大的额外维度，”他说，“我们合理怀疑迷你黑洞很可能太小而不能支撑我们的想法，此外，我们对量子色动力学的相没有足够强有力的定量的理解。然而，如果证据表明超高能宇宙射线的表面是质子，托马拉斯认为这些奇异现象在自然界中发生是“几乎不可避免的”。

是什么加速了超高能宇宙射线？

撇开是什么构成了超高能宇宙射线的不确定性不谈，真正重要的问题是：是什么让它成为这样的物质？关于这一点，研究起来更加复杂。直到本世纪，一些物理学家还在 探索 着像“自上而下模型”这种奇特想法，这种模型不同于标准模型。其想法是，某种高能的、未知的物体，比如质量大于质子1012倍的超重暗物质，会衰变为超高能宇宙射线中的粒子。这些模型的缺陷在于，它们认为宇宙射线应该以光子和中微子为主，而来自皮埃尔·俄歇天文台、望远镜阵列和其他地方的数据表明，宇宙射线主要是带电粒子。恩格尔这样说：“没有人再尝试建立这种自上而下的模型了。”

虽然还没有完全排除暗物质是超高能宇宙射线的来源，但研究人员正在认真考量极端剧烈的天体物理活动是否会导致如此高的能量。脉冲星、伽马暴、活动星系核的喷流、星爆星系和其他可能都在猜测范围之中，研究人员的观点摇摆不定。

意大利格兰萨索科学研究所的罗伯托•阿洛伊西奥（Roberto Aloisio）认为，从表面上看，俄歇天文台的研究结果——即在更高的能量下，超高能宇宙射线粒子质量越重——是一项重要的进展。他解释说：“重原子核比质子更容易加速，因为加速机制必然会感知粒子的电荷，而重原子核比质子的电荷更大。”因此，阿洛伊西奥建议俄歇天文台将脉冲星作为超高能宇宙射线来源进行研究，脉冲星会产生更重的元素，并且能驱动这些粒子达到必需能量。（援引自ProgTheorExpPhys 2017 12A102）

然而，目前有一个超高能宇宙射线来源备选的可能性远大于其他备选。纽约城市大学的路易斯·安克拉多基(Luis Anchordoqui)是500强俄歇团队的一员，他说：“要我打赌的话，我肯定会把全部筹码放在到星爆星系上。”星爆星系是宇宙中最明亮的星系，它们以极快的速度形成恒星。安克拉多基和他的同事在1999年首次假设，某种巨大集合力将附近的星爆星系核加速到具有超高能量，加上大量超新星爆炸星系，会在星系的中央高密度区域创造出星系级的气体“超星风”。

随着超星风逐渐扩张，其密度会降低，流速会减慢到亚音速——实际上，这就阻止了超星风本身的前进。“这会产生巨大的冲击波，类似于原子弹爆炸，但威力要大得多。”安丘多基（Anchordoqui）说。

最为重要的是，这个扩散激波加速（简称DSA）的过程，可以激发气体粒子达到接近光速。粒子受到磁场的限制，反复穿过激波前沿，从而获得能量增量。粒子绕着天体物理加速源转了一圈又一圈，这些微小的能量不断增加，直到达到逃逸速度，飞向太空。安丘多基在俄歇天文台最新发现的基础上重新审视了这一推论。（援引自：Phys Review D97 063010物理评论）

扩散激波加速并不仅仅发生在星爆星系，它也常常用于解释其他超高能宇宙射线可能来源——包括伽马暴、活动星系核等等——的粒子加速。然而在2018年初，宾夕法尼亚州立大学的Kohta Murase和同事证明了还有一种加速机制可能在起作用。（援引自：Phys Review D97 023026物理评论）

在他们的模型中，存在于特定星系中的普通宇宙射线，通过一种叫做离散剪切加速度的机制，受到活跃星系核的强大喷流赋予的巨大能量而推进寄宿。这是一个复杂的过程，包括粒子之间的相互作用、磁场中的局部扰动以及射流不同部分的速度差异（或“剪切”）和环境茧。但最终的效果与DSA相似。“宇宙射线通过在剪切边界附近的来回散射获得能量。”Murase解释说，在加速之后它们通过常常在喷流末端发现的射电叶逃逸。

之后，来自马里兰大学的Murase和Ke Fang (援引自Nature Phys 14396自然物理)重新提出了一个观点，即星系聚合体中强大的黑洞喷流可以为超高能宇宙射线提供动力。首先，他们将自己的模型与俄歇观测到的超高能宇宙射线通量和成分数据进行了比较，发现其与实验观测结果良好吻合。但最有趣的是，他们发现，通过详细描述活跃星系核如何产生超高能宇宙射线、中微子和伽马射线，他们可以同时解释南极冰立方中微子天文台、费米伽马射线太空望远镜和俄歇望远镜收集到的数据。“最美妙的可能性是，这三种信使粒子都来自同一类源。”Murase补充道。

超高能宇宙射线来自何处？

如果我们知道超高能宇宙射线来自天空的哪个部分，寻找它们的来源这一任务就会容易得多。但在宇宙射线科学中没有“容易”这个词。俄歇天文台和望远镜阵列的科学家并不气馁，他们制作了可能加速超高能宇宙射线的可能候选对象的目录，然后将目录中的星系核观察到的宇宙射线的到达方向相匹配。随着越来越多的数据的到来，这两家机构都已经确定了一个区域，该区域似乎是这些射线的主要来源。

奇异源头:位于大熊 星座 1200万光年之外的星爆星系M82(上图)可能是超高能宇宙射线的诞生地。(图源: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

在俄歇天文台的研究中，这块区域有许多星爆星系，但半人马座——距离银河系最近的巨型星系，它拥有活跃的星系核——也位于此处。至于望远镜阵列，它的“热点”就在大熊 星座 下方，这更清晰地指示了宇宙射线的到达方向，探测到的超高能宇宙射线信号有四分之一来自以个40°的扇形区域，而这个扇形只占天空的6%。尽管M82星爆星系位于大熊 星座 (Ursa Major)约1200万光年之外的热点地区，但这片天空中其他各种类型的天体也可能是超高能宇宙射线的诞生地。

恩格尔说：“如果你认为它是星爆星系，其相关性导向了M82星系，如果你认为它是活动星系核，相关性则导向半人马座。”“尽管这些数据与星爆星系相关性更高，但这并不意味着它们就必然是超高能宇宙射线的来源。”

我们不知道超高能宇宙射线是什么，也不知道是什么加速了它，因而我们也无从探寻它究竟源于天空何处。然而，我们可能很快就会找到答案。对皮埃尔·俄歇天文台和望远镜阵列的升级正在进行中，研究人员也正在 探索 新的设施，如极端多信使天体物理(POEMMA)探测卫星。

这些奇妙的粒子来自何处，质量几何，这些奥秘终将在一个世纪内水落石出。

作者: Benjamin Skuse

FY:Maurice

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处