1987年2月23夜，地球被中微子打成筛子，却开启天文学革命

“开挂”的天体

在宇宙中，有许很多多“开挂”的天体，此中有一颗脉冲星编号为：SN1987A，或者PSR0535-69。它位于大麦哲伦星系，距离地球大要168,000光年。

SN1987A自转一个周期才0.5毫秒，一秒钟要自转2000圈，这啥概念？

我们可以做个类比，地球自转一周大要是24小时，换算一下，就是8.64*10^7毫秒，比SN1987A整整大了8个数目级。半斤八两于SN1987A转1.7亿圈，地球才转一圈。

若是我们把SN1987A按照半径10^3米来处置，那这颗脉冲星赤道在自转时的线速度就可以达到1.2*10^8m/s，光速是3*10^8m/s，也就是说，整个线速度已经很是接近光速了。若是有人可以活在站在SN1987A的赤道上，不考虑引力感化，那感受必然很刺激。

所以，SN1987A可所以说今朝我们不雅测到的天体中极为“奇葩”的存在。不外，奇葩归奇葩，SN1987A在天文学界可是鼎鼎台甫，这不是因为“奇葩”，而是因为它激发了天文学范畴的研究革命。那事实是咋回事呢？

特大质量恒星

这要从1987年2月23晚说起，这个夜晚也是载入史册的一个夜晚。在这个夜晚，日本神冈中微子探测器领受到了12个高能中微子散射电子的事例，这意味着在那时有大要1亿亿个中微子穿过了这台探测器，而探测器记实下来了12个，这是极为反常的现象。可以说，从中微子的角度来看，地球已经被它打当作了筛子，但因为中微子不介入到电磁彼此感化，所以我们感触感染到它穿过了地球。

不仅神冈中微子探测器领受到了高能中微子，美国、意大利、苏联的中微子探测器也都领受到了。而在神冈中微子探测器发现中微子之后的3个小时，科学家伊恩·谢尔顿和奥斯卡·杜阿尔德操纵智利拉斯坎帕纳斯天文台的千里镜，瞄准了大麦哲伦云进行摄影。

他们配合发现了一次超新星爆发，也就是SN1987A。统一时候，也有其他的科学家发现了此次超新星爆炸。

可能你要问了，这起超新星爆炸有什么特别的呢？

其实，它真的很特别。细心的伴侣可能会发现一个问题，那就是中微子达到地球的时候，竟然比光还快了三小时。我们都知道，爱因斯坦的狭义相对论是成立在“光速不变道理”之上的，而经由过程光速不变道理，我们可以获得信息、物质、能量的速度极限是光速。是以，中微子比光还要快，就违反了爱因斯坦的相对论。莫非爱因斯坦真的错了么？

其实并没有，之所以说此次的超新星爆炸可以载入史册，就是因为它帮忙科学家完当作了“核塌缩超新星模子”。那为什么没有违反相对论？“核塌缩超新星模子”又是什么？

核塌缩超新星

这就需要提到恒星的演化。我们天天夜晚都能看到天空中一闪一闪的星星。这些星星一部门是恒星，一部门是星系，只有少少数的是太阳内的行星。

之所以会有星光，其实是因为恒星内核会发生核聚变反映。就拿太阳来说，太阳内核就正在发生氢核聚变。具体来说就是，氢原子核转化当作氦原子核的过程。

之所以太阳可以激发核聚变反映，这是因为太阳质量庞大，引力会使得太阳内核温度急剧升高，物质呈现等离子态。这种状况下，原子布局都无法完整地保留。电子离开原子核的束厄局促，是以，太阳内核就像是一锅粒子粥，电子、原子核等离子在此中自由地移动。

所以，原子核和原子核之间就有必然的概率发生核聚变反映。一般恒星中含量最高的就是氢原子核，是以，起首激发的是氢原子核的核聚变反映。当然氢原子核燃烧得差不多时，若是质量足够大，恒星会就会发生一次“换挡”，起头燃烧氦原子核，生当作碳原子核和氧原子核。同样地，只要质量足够大，当碳原子核烧得差不多时，还可以继续沿着元素周期表从低往高地进行核聚变反映，一向到生当作铁。

铁原子核是最不变的原子核，想要让铁原子核发生核聚变是半斤八两坚苦的。不外，有一类特大质量的恒星，它们的质量大要是9倍以上的太阳质量。在演化过程中，会形当作一个近似于巨型洋葱头的状况。被称为巨型洋葱头的原因是这类恒星就像洋葱一样，一层层地发生着分歧的恒聚变反映。

因为它们的质量极其大，是以，这类恒星的引力庞大，引力会使得恒星的内核快速坍缩，光子会被压入到铁原子核内部，直接击碎铁原子核，这时就会释放出质子和中子，质子和自由的电子发生反映就会生当作中子和中微子。

因为中微子的穿透力极强，中微子从焦点逃逸出来，飞标的目的广漠的宇宙。又因为质量又很小很小，我们连测量它的质量都极为坚苦。是以，按照狭义相对论，我们可以知道，中微子的传布速度是极其快的，接近于光速。

中微子从焦点逃逸的过程中会带走了大量的能量，这会加快焦点的坍缩，使得恒星的焦点和外壳分手开。此时，就会有一部门的中微子被外层接收，从而激发超新星爆炸。

所以，在超新星爆炸起头之前，已经有良多中微子朝着地球飞来，这也是为什么我们会先领受到中微子的原因，是以，光速不变道理并没有什么问题。

我们继续说回到恒星，就在中微子被发生后不久，大部门的质子都与自由电子反映生当作了中子。此时，在引力的感化下，中子被束厄局促在了一路，因为中子是一种费米子，它需要遵循泡利不相容道理的。是以，中子可以发生一种量子效应，我们称之为：中子简并压。

这种量子效应会发生一种标的目的外匹敌引力的感化，于是，恒星的内核就会处于一种均衡态。于是，一颗新颖出炉的中子星就此降生了，也就是上文中提到的SN1987A。

可以说，1987年2月23号夜晚的发现，使得天文学家完美了这类中子星的形当作机理，确认了超新星爆炸之后可以形当作中子星。现在我们依然可以不雅测到那一次超新星爆炸之后的残骸。

同时，经由过程中微子探测SN1987A，也正式拉开了中微子天文学的序幕。现在，中微子天文学已经当作为了天文学研究的最前沿。是以，1987年2月23号是一个足以被载入天文学史册的日子。

发表于 2019-11-29 02:00
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