Life Style

รังสีคอสมิกคืออะไร?

ข้อมูลอ้างอิง

ภาพใหม่จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Fermi Gamma-ray ของ NASA แสดงให้เห็นว่าเศษซากของซุปเปอร์โนวาปล่อยรังสีที่มีพลังมากกว่าแสงที่มองเห็นได้หลายพันล้านเท่า . ภาพดังกล่าวทำให้นักดาราศาสตร์เข้าใกล้การทำความเข้าใจแหล่งที่มาของอนุภาคที่มีพลังมากที่สุดในจักรวาล นั่นคือ รังสีคอสมิก องค์ประกอบนี้แสดงให้เห็นซากซูเปอร์โนวา Cassiopeia A ข้ามสเปกตรัม: รังสีแกมมา (สีม่วงแดง) จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Fermi Gamma-ray ของ NASA; รังสีเอกซ์ (สีน้ำเงิน, เขียว) จากหอดูดาว Chandra X-ray ของ NASA; แสงที่มองเห็นได้ (สีเหลือง) จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล อินฟราเรด (สีแดง) จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซ่า; และวิทยุ (สีส้ม) จาก Very Large Array ใกล้ Socorro, NM (เครดิตภาพ: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration, CXC/SAO/JPL-Caltech/Steward /O. Krause et al. และ NRAO/AUI)

พวกเขามองไม่เห็น พวกเขามีมากมาย พวกมันถึงตายได้ พวกมันคือรังสีคอสมิก

พื้นที่ทุกลูกบาศก์เซนติเมตรเต็มไปด้วยรังสีคอสมิกเหล่านี้: อนุภาคย่อยของอะตอมขนาดเล็กไหลผ่านอย่างต่อเนื่อง รังสีคอสมิกส่วนใหญ่ประกอบด้วย

โปรตอน แต่บางครั้งก็มีนิวเคลียสอะตอมที่หนักกว่าด้วย พวกมันเดินทางด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง — ตัวหนึ่งตรวจพบรังสีคอสมิกที่รู้จักกันในชื่อ “อนุภาค OMG” อย่างหน้าด้าน เนื่องจากมีพลังงานมหาศาล กระแทกเข้ากับชั้นบรรยากาศของเราในปี 2534 ขณะที่เดินทางด้วยความเร็ว 99.99999999999999999999951% ของความเร็วแสง หน้าอ้างอิง Hyperphysics ของ McDonald Institute .

เร็วมาก

ทั้งๆที่ชื่อรังสีคอสมิกไม่ใช่รังสีเลย แต่ในปี 1911 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ Viktor Hess ส่งเครื่องตรวจจับรังสีคอสมิกเครื่องแรกขึ้นไปในบรรยากาศที่ระดับความสูง 5,300 เมตร (17,388 ฟุต) เขาไม่สามารถบอกความแตกต่างระหว่างอนุภาคและ

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

, ตาม NobelPrize.org. (เฮสส์จะคว้ารางวัลโนเบลจากผลงานของเขาต่อไป) ไม่ว่าพวกมันจะทำมาจากอะไร พวกมันเป็นลำแสงพลังงานสูงมากจากอวกาศ แม้ว่าการทดลองในภายหลังจะเปิดเผยลักษณะอนุภาคของพวกมัน แต่ชื่อก็ยังติดอยู่

รังสีคอสมิกมาจากไหน รังสีคอสมิกมาจาก หลากหลายแหล่ง — ทั้งหมดนั้นเข้มข้น เมื่อดาวฤกษ์ยักษ์ตาย พวกมันกลับเข้าไปข้างในภายในไม่กี่วินาทีในการระเบิดมหัศจรรย์ที่เรียกว่าซุปเปอร์โนวา เหตุการณ์ซุปเปอร์โนวาเพียงเหตุการณ์เดียวสามารถส่องประกายได้ทั้งหมด

กาแล็กซี่ มีค่าของดาวและ ดังนั้นจึงให้พลังงานเพียงพอที่จะเร่งอนุภาคให้มีความเร็วเกือบเท่าแสง

การควบรวมตัวของดาวฤกษ์สามารถสร้างพลังงานที่จำเป็นพร้อมกับการเกิดใหม่ ดวงดาว เหตุการณ์น้ำขึ้นน้ำลง (เมื่อดาวถูกกินโดย สีดำ รู ) และดิสก์สะสมกำลังแรงรอบหลุมดำขนาดใหญ่ พวกมันทั้งหมดปล่อยรังสีคอสมิกออกมาด้วยพลังงานที่หลากหลาย จากนั้นจะไหลท่วมจักรวาล

แต่การระบุที่มาของรังสีคอสมิก เป็นงานที่ยาก

ตามที่องค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (เซิร์น)

. เนื่องจากเป็นอนุภาคที่มีประจุ พวกมันจึงตอบสนองต่อสนามแม่เหล็ก ของเรา ทางช้างเผือก ดาราจักรมีสนามแม่เหล็กที่อ่อนแอ (แต่ใหญ่) ซึ่งเบี่ยงเบนเส้นทางของรังสีคอสมิกที่ไหลเข้ามาจากส่วนที่เหลือของจักรวาล เมื่อถึงเวลาที่รังสีคอสมิกเหล่านี้จากนอกดาราจักรมาถึงเครื่องตรวจจับของเรา โลก พวกมันเข้ามาจากทิศทางสุ่มโดยไม่มีแหล่งกำเนิดที่มองเห็นได้ นักดาราศาสตร์สมัยใหม่มีเครื่องมือที่หลากหลาย เพื่อตามล่าหาอนุภาคพลังงานสูงเหล่านี้ วิธีที่ง่ายที่สุดคือผ่านการตรวจจับโดยตรง: สร้างกล่องและรอให้รังสีคอสมิกพุ่งชนมัน และบันทึกผลลัพธ์ เครื่องตรวจจับดังกล่าวได้รับการติดตั้งบนสถานีอวกาศนานาชาติเป็นต้น แต่สิ่งเหล่านี้มีขนาดจำกัดและฝึกฝนการมองเห็นของพวกเขาในส่วนเล็กๆ ของจักรวาลที่สังเกตได้ ดังนั้นหอสังเกตการณ์รังสีคอสมิกที่ใหญ่ที่สุดจึงใช้วิธีทางอ้อม รังสีคอสมิกพุ่งชนโลกบ่อยแค่ไหน? รังสีคอสมิกกระทบชั้นบรรยากาศของโลกอย่างต่อเนื่องตาม นาซ่า . เมื่อทำเช่นนั้น พวกมันจะปล่อยพลังงานที่ถูกกักไว้ในรูปแบบของการโปรยลงมาของอนุภาคทุติยภูมิ แล้วเคลื่อนตัวลงสู่พื้น จากนั้นจะสามารถตรวจจับฝักบัวได้ เช่น กับหอดูดาวปิแอร์ ออเกอร์ในอาร์เจนตินา คุณสามารถสร้างเครื่องตรวจจับรังสีคอสมิกที่บ้านได้ด้วยซ้ำ: แช่แผ่นสักหลาดในไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์แล้ววางเหนือน้ำแข็งแห้ง แอลกอฮอล์จะก่อตัวเป็นไอที่อิ่มตัวยิ่งยวด เมื่อรังสีคอสมิกทะลุผ่าน มันจะทิ้งร่องรอยที่มองเห็นได้ในไอระเหย คุณสามารถดูคำแนะนำได้ที่ เว็บไซต์ CERN นี้

.

ด้วยเครื่องตรวจจับรังสีคอสมิกแบบโฮมเมดของคุณ คุณสามารถคาดหวังว่าจะเห็นรังสีคอสมิกพลังงานต่ำ (ประมาณ 10 ^ 10 อิเล็กตรอนโวลต์) ต่อตารางเมตร เมตรต่อวินาที พลังงานสูง ประมาณ 10^15 eV ตีหนึ่งตารางเมตรทุกปี

รังสีคอสมิกมีพลังงานที่แตกต่างกันมากมาย ระดับรังสีคอสมิกที่มีพลังงานสูงสุดหรือที่เรียกว่ารังสีคอสมิกพลังงานสูงพิเศษหรือ UHERC เป็นรังสีที่หายากที่สุดโดยกระทบหนึ่งตารางกิโลเมตรทุกปี นั่นเป็นสาเหตุที่หอดูดาวอย่าง Perre Auger มีขนาดใหญ่มาก — พวกมันสร้างพื้นผิวการรวบรวมที่ใหญ่ขึ้น “เราต้องการการทดลองขนาดยักษ์เพราะรังสีคอสมิกที่มีพลังงานสูงสุดนั้นหายากมาก” Noémie Globus นักวิจัยดุษฏีบัณฑิตที่ ELI Beamlines การทดลองในสาธารณรัฐเช็กและสถาบัน Flatiron ในนิวยอร์กซิตี้ และผู้เชี่ยวชาญด้านรังสีคอสมิกกล่าวกับ WordsSideKick.com

UHERCS เหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียงรังสีคอสมิกที่หายากที่สุดเท่านั้น แต่ยังเป็นกลุ่มที่ลึกลับที่สุดอีกด้วย

“เราไม่เข้าใจต้นกำเนิดของรังสีคอสมิกที่มีพลังงานสูงสุด” Globus กล่าว “ไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ฉันประหลาดใจกับพลังของอนุภาคเหล่านี้มาโดยตลอด”

รังสีคอสมิกมองไม่เห็นแต่ผ่านทุกสิ่งบนโลกอย่างต่อเนื่อง (เครดิตรูปภาพ: Getty)เป็นจักรวาล รังสีที่เป็นอันตราย?

รังสีคอสมิกของพลังงานทั้งหมดนั้นน่ากลัวสำหรับมนุษย์และวัตถุ พวกเขาสามารถทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และทำให้กล้องดิจิตอลสกปรก ในฐานะที่เป็นรูปแบบของรังสีไอออไนซ์ พวกมันสามารถมีผลกระทบด้านสุขภาพที่หลากหลาย ตามที่ NASA

พวกมันสามารถสร้างสปีชีส์ออกซิเจนที่มีปฏิกิริยาภายในเซลล์ ซึ่งในระดับสูงสามารถทำให้เซลล์เครียดและนำไปสู่การฆ่าตัวตายของเซลล์ ทำให้เกิด DNA การกลายพันธุ์ และ จุดประกายข้อผิดพลาดในการจำลองแบบที่นำไปสู่โรคมะเร็ง

ที่เกี่ยวข้อง:

บนพื้นผิวโลก บรรยากาศที่หนาทึบปกป้องคนส่วนใหญ่จากอันตรายของรังสีคอสมิก แต่รังสีคอสมิกก่อให้เกิดความเสี่ยงอย่างร้ายแรงต่อนักบินอวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อหน่วยงานอวกาศพิจารณาภารกิจระยะยาวไปยังดวงจันทร์และดาวอังคาร การจำกัดเวลาหกเดือนบนสถานีอวกาศนานาชาติจะทำให้นักบินอวกาศได้รับปริมาณรังสีจากรังสีคอสมิกเทียบเท่ากับประมาณ 25 อายุการใช้งานบนพื้นผิว ภารกิจไปกลับดาวอังคาร รวมถึงบางช่วงเวลาบนพื้นผิวที่ไม่มีการป้องกัน จะเพิ่มการเปิดรับแสงเป็น 3 เท่า

ขณะนี้หน่วยงานด้านอวกาศกำลังทำงานอย่างหนักในการพิจารณา ผลกระทบด้านสุขภาพในระยะยาวจากความเสียหายของรังสีคอสมิกสะสม และพยายามพัฒนาระบบเพื่อลดความเสี่ยง เช่น การออกแบบแคปซูลที่สินค้าทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันรังสีคอสมิกโดยมีมนุษย์อวกาศปกป้องอยู่ตรงกลาง

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วรังสีคอสมิกจะสร้างความรำคาญ แต่วิวัฒนาการของชีวิตอาจเป็นไปไม่ได้หากไม่มีพวกมัน นั่นคือจุดสนใจของการวิจัยของ Globus ขณะที่เธอศึกษา

    บทบาทที่รังสีคอสมิกเล่นในชีวิต

“รังสีคอสมิกทำให้เกิดการกลายพันธุ์ ดังนั้นรังสีคอสมิกจึงเชื่อมโยงกับความสามารถในการวิวัฒนาการ” เธอกล่าว ความเชื่อมโยงระหว่างรังสีคอสมิก และวิวัฒนาการถูกมองข้ามไปนานแล้ว แต่กำลังได้รับความสนใจอย่างรวดเร็วจากหลากหลายสาขา ตัวอย่างเช่น “เราไม่เข้าใจการเปลี่ยนแปลงจากสิ่งไม่มีชีวิตไปสู่ชีวิต” โดยเฉพาะอย่างยิ่งความจริงที่ว่ากรดอะมิโนธรรมชาติ 19 จาก 20 ชนิดที่ผลิตโดยสิ่งมีชีวิตมีความคล้ายคลึงกัน ซึ่งหมายความว่าพวกมันถูกจัดเรียงตามโครงสร้างเพื่อไม่ให้ซ้อนทับบนกระจก ภาพลักษณ์” Glob เรากล่าวว่า “รังสีคอสมิกอาจมีบทบาทในขั้นตอนนั้น”แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม

  • อ่าน “ How to Die in Space: A Journey Through Dangerous Astrophysical Phenomena ” (หนังสือเพกาซัส , 2020) โดย Paul M. Sutter (ผู้เขียนบทความนี้!)
  • ดูสั้นๆนี้ วิดีโอเกี่ยวกับรังสีคอสมิก ผลิตโดย School of Physics and Astronomy ของ Monash University
  • ฟัง ตอนนี้ Radiolab ที่สำรวจผลกระทบของรังสีคอสมิกที่มีต่อชาวโลก Paul Sutter
  • Paul M. Sutter เป็นศาสตราจารย์วิจัยด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่สถาบันวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ขั้นสูงที่ Stony Brook University และ Flatiron Institute ในนิวยอร์กซิตี้ นอกจากนี้ เขายังเป็นเจ้าภาพในการแสดงหลายรายการ เช่น “How the Universe Works” ในช่อง Science Channel, “Space Out” ใน Discovery และพอดคาสต์ “Ask a Spaceman” ยอดนิยมของเขา เขาเป็นผู้เขียนหนังสือสองเล่ม “Your Place in the Universe” และ “How to Die in Space” ตลอดจนเป็นผู้มีส่วนร่วมประจำใน Space.com, LiveScience และอีกมากมาย Paul ได้รับปริญญาเอกสาขาฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign ในปี 2011 และใช้เวลาสามปีที่ Paris Institute of Astrophysics ตามด้วยทุนวิจัยในเมือง Trieste ประเทศอิตาลี

  • บ้าน
  • ธุรกิจ
  • การดูแลสุขภาพ
  • ไลฟ์สไตล์
  • เทค
  • โลก
  • อาหาร
  • เกม
  • การท่องเที่ยว
  • Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *

    Back to top button