"รังสีคอสมิก" อนุภาคปริศนาที่มาจากความว่างเปล่า
เรารู้ดีว่ามีรังสีมากมายที่มาจากนอกโลก ซึ่งเรียกกันว่า “รังสีคอสมิก” แต่เพื่อน ๆ รู้หรือไม่ว่าแท้จริงแล้วมันคืออะไรกันแน่ อีกทั้งมันยังมีปริศนาที่น่าสนใจซ่อนอยู่ หากเราได้ทำความรู้จักกับรังสีชนิดนี้แล้ว เพื่อน ๆ อาจจะทึ่งและฉงนกับความแปลกประหลาดของมัน วันนี้ Sin จะมาเล่าให้เพื่อน ๆ ฟัง
รังสีคอสมิกจากอวกาศ ภาพจาก : https://scitechdaily.com/astronomers-shocked-by-mysterious-ultra-high-energy-cosmic-ray-what-the-heck-is-going-on/
รังสีคอสมิก (Cosmic Rays) คือ อนุภาคพลังงานสูงที่มาจากนอกโลก ซึ่งเป็นสสารชนิดหนึ่งที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าแสง (แสงเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 3*108 m/s) โดยองค์ประกอบหลัก คือ โปรตอนและนิวเคลียสของธาตุต่าง ๆ ซึ่งเป็นต้นกำเนิดของกาแล็กซี ดาวฤกษ์ และดาวเคราะห์ต่าง ๆ เช่น ฮีเลียม ไฮโดรเจน แมกนีเซียม คาร์บอน ออกซิเจน เป็นต้น
รังสีคอสมิกจากดวงอาทิตย์มายังโลกและถูกเบี่ยงเบนเนื่องจากสนามแม่เหล็กโลก ภาพจาก : PIA16938-RadiationSources-InterplanetarySpace
โดยทั่วไปแล้วรังสีคอสมิกจะประกอบด้วยอนุภาคโปรตอนเป็นหลักซึ่งเป็นประจุบวกทำให้เมื่อรังสีคอสมิกเคลื่อนที่ผ่านบริเวณสนามแม่เหล็กในห้วงอวกาศจะเกิดการเบี่ยงเบนไปจากทิศทางเดิม แน่นอนว่าโลกก็มีสนามแม่เหล็กห่อหุ้มโลกไว้ ทำให้รังสีที่มากตกกระทบเกิดการเบี่ยงเบน หรือพุ่งชนกับโมเลกุลในชั้นบรรยากาศของโลก เกิดเป็นปรากฏการณ์ฝนอนุภาค (Air shower) ซึ่งเป็นต้นกำเนิดของอนุภาคต่าง ๆ เช่น อนุภาคมิวออน โพสิตรอน นิวตรอน เป็นต้น
แน่นอนครับว่านักวิทยาศาสตร์ต้องสงสัยอยู่แล้วว่ารังสีคอสมิกนั้นแท้จริงแล้วมาจากไหนกันแน่ โดยหลัก ๆ แล้วจะพบว่า รังสีคอสมิกมาจากดวงอาทิตย์ โดยรังสีคอสมิกเหล่านี้เคลื่อนที่มายังโลกด้วยการเร่งความเร็วจากการเกิดลมสุริยะ (Solar Wind) นั่นเอง แต่ก็มีรังสีคอสมิกบางจำพวกที่นักวิทยาศาสตร์พบว่าไม่ได้มาจากดวงอาทิตย์ แล้วมันมาจากไหน ?
จำลองการตรวจจับรังสีคอสมิกบนพื้นโลก ภาพจาก : https://scitechdaily.com/astronomers-shocked-by-mysterious-ultra-high-energy-cosmic-ray-what-the-heck-is-going-on/
ในปี 1991 นักฟิสิกส์ได้ค้นพบอนุภาคจากอวกาศที่พุ่งชนโลกด้วยพลังงานมหาศาล ซึ่งมีพลังงานสูงถึง 320 เอกซะอิเล็กตรอนโวลต์ (1 ตามด้วย 0 จำนวน 18 ตัว) ซึ่งเปรียบเสมือนลูกเบสบอลที่วิ่งตามด้วยความเร็ว 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมงเลยทีเดียว
หลังจากนั้น ในปี 2021 นักวิทยาศาสตร์ก็ได้ค้นพบอนุภาคประหลาดอีกครั้งที่มีพลังงานประมาณ 240 เอกซะอิเล็กตรอนโวลต์ และแน่นอนว่าอนุภาคประหลาดนี้ยังเป็นปริศนาและนักวิทยาศาสตร์ไม่รู้ถึงแหล่งที่มาของมันแม้จะพบกับมันอีกครั้งก็ตาม ความแปลกประหลาดนั้นทำให้นักวิทยาศาสตร์บางคนถึงกลับกล่าวว่า “มันเป็นพลังงานที่มหาศาลมาก ๆ แต่กลับอยู่ในวัตถุที่เล็กจิ๋ว”
นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าโดยเฉลี่ยจะมีอนุภาคที่มีพลังงานถึง 100 เอกซะอิเล็กตรอนโวลต์ (ซึ่งหายากอย่างยิ่ง) จะตกลงสู่พื้นโลกในพื้นที่หนึ่งตารางกิโลเมตรทุก ๆ 100 ปี เลยทีเดียว หากเป็นอนุภาคที่มีพลังงานเกินกว่า 200 เอกซะอิเล็กตรอนโวลต์แล้วยิ่งยากขึ้นไปอีก
แผนที่แหล่งที่พบรังสีคอสมิก ภาพจาก : https://www.innovationnewsnetwork.com/searching-for-the-sources-of-high-energy-cosmic-rays/5904/
นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่คิดว่าอนุภาคพลังงานสูงนั้นจะต้องมาจากนอกกาแลกซีทางช้างเผือก (แต่ไม่รู้แหล่งที่มาที่แท้จริง) โดยอนุภาคเหล่านั้นถูกเร่งจากแหล่งกำเนิดที่มีความแปรปรวนสูงมาก เช่น ไอพ่นรังสีที่ระเบิดออกจากบริเวณรอบๆ หลุมดำมวลมหาศาล (supermassive black hole) หรือดาราจักรชนิดดาวกระจาย (Starburst Galaxy) ที่ก่อกำเนิดดาวฤกษ์ด้วยความเร็วที่มหาศาล เป็นต้น
ทิศทางการกระเจิงของรังสีคอสมิกมายังโลก ภาพจาก : https://ngthai.com/science/33323/cosmic-rays/
ความยากในการหาแหล่งที่มาของอนุภาคเหล่านี้เมื่อตรวจจับพลังงานของอนุภาคบนโลก คือทิศทางของอนุภาคที่เดินทางมานั้นไม่ใช่แหล่งกำเนิดที่แท้จริงของมันเพราะมีสนามแม่เหล็กของกาแลกซีรบกวนและทำให้อนุภาคเกิดการกระเจิงและเปลี่ยนทิศทางอยู่ตลอดเวลาเปรียบเสมือนฉายแสงไฟภายในหมอกหนาทำให้แสงเกิดการกระเจิงได้ทุกทิศทาง นั่นเอง
อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า หากต้องการรู้แหล่งกำเนิดที่แท้จริงของอนุภาคปริศนาเหล่านี้ เราจะต้องคำนึงผลจากการกระเจิงนั้นด้วยและอาจจะต้องเข้าใจสนามแม่เหล็กของกาแลกซีให้มากขึ้นกว่านี้ด้วย และแน่นอนว่ามันเป็นเรื่องยากพอสมควร ซึ่งหากเราสามารถแก้ปริศนานี้ได้ เราอาจจะได้รู้ถึงจุดกำเนิดของเอกภาพและเปิดประตูสู่ความรู้ใหม่ที่มนุษย์อย่างเราไม่เคยรู้มาก่อนก็เป็นได้
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
