當我們談論宇宙及其組成部分時,我們通常談論的是 宇宙輻射。 它是一種穿越空間的能量。 它幾乎存在於宇宙的每個角落,並且具有某種特殊的成分。
在這篇文章中,我們將告訴您什麼是宇宙輻射、它的重要性、成分等等。
什麼是宇宙輻射
宇宙輻射是一種從宇宙各個方向穿過空間的能量形式。 這種輻射由亞原子粒子組成,主要是高能質子和電子,其運動速度接近光速。 這些粒子來自各種宇宙來源,例如恆星、超新星爆炸和黑洞。
宇宙輻射最重要的來源之一是太陽。太陽發射帶電粒子,稱為太陽風,穿過太空到達地球。 然而,宇宙輻射不僅來自太陽,還來自其他恆星和遙遠的天體。 這些粒子在到達我們之前穿過太空數千光年。
當這些高能粒子與地球大氣層碰撞時,它們與空氣分子相互作用並產生一系列次級粒子。 這些次級粒子最終到達地球表面,在那裡它們可以被敏感儀器檢測到。
宇宙輻射是太空和陸地環境的自然組成部分,少量時, 不會對人類造成重大風險。 然而,在某些情況下,例如長時間太空飛行或暴露在高海拔地區,宇航員和飛機乘客可能會受到比地球表面更高水平的輻射。 因此,它在太空任務規劃和航空業中受到監控和考慮。
組成
宇宙輻射由高能電離原子核組成, 以非常接近光速的速度穿越太空(約 300.000 公里/秒)。 它們被電離的事實表明它們因失去電子而獲得了電荷,但奇怪的是,這些原子核是由與我們和我們周圍的一切相同的材料製成的。
構成宇宙射線的原子核的分佈方式與賦予我們形狀的物質不同。 太陽系中的氫和氦比宇宙射線中的豐富得多,而其他較重的元素,如鋰、鈹或硼, 它們的宇宙輻射量是它們的一萬倍。
宇宙輻射最重要的特徵之一是其本質上完美的各向同性。 該參數反映了來自各個方向的雷擊頻率相同,這意味著能夠產生雷擊的多種雷源必須同時共存。
宇宙輻射的起源
宇宙射線並不是大爆炸的直接後果。 在大約 13.800 億年前開始的宇宙形成的第一階段, 幾乎沒有產生比氫和氦重的原子核。 它們是最豐富的,僅伴有少量的鋰和鈹,正如我們所見,這種分佈與構成宇宙線的原子核的分佈不一致。
穿透地球大氣層的輻射的很大一部分來自太陽,太陽是距離地球最近的恆星。 然而,它絕不是到達地球的外部輻射的唯一來源。 我們收到的大部分宇宙射線來自太陽系外的其他恆星。 它們帶著巨大的能量穿越太空,直到與地球大氣層上層的原子相撞。
構成普通物質和我們人類的化學元素是在恆星的核心合成的。 如果你想確切地知道這個過程是如何進行的,你可以查閱我們專門討論恆星生命的文章,但現在只要記住它的質量的大約 70% 是氫, 24%至26%是氦氣,4%至6%是比氦氣重的化學元素的組合。
通過引力收縮形成恆星的塵埃和氣體雲會增加其溫度,直到核爐打開並且第一次聚變反應在其核心開始。 這個過程使恆星釋放能量並產生比氫和氦更重的元素。 當恆星耗盡燃料時,它會重新調整以保持流體靜力平衡。
這種特性使恆星在其活躍生命的大部分時間裡保持穩定,因為引力收縮將恆星的物質向內“拉”,並由恆星發出的氣體壓力和輻射平衡。 恆星“拉動”物質,儘管它們的燃料不是永恆的。
地球保護我們
我們的星球有兩個非常有價值的屏障,可以保護我們免受太陽輻射和太陽系範圍之外的宇宙輻射的影響:大氣層和地球磁場。 後者從地球核心延伸到電離層之外,形成一個稱為磁層的區域, 能夠使帶電粒子偏轉至地球磁極。 這種機制在很大程度上保護我們免受太陽風和宇宙射線的傷害。
然而,這並不能阻止一些高能原子核與大氣最外層的分子碰撞,產生危險性較低、能量較低的粒子陣雨,這些粒子偶爾會到達地殼。 這就是為什麼大氣也起著非常重要的保護作用。
我希望通過這些信息您可以更多地了解宇宙輻射是什麼、它的起源等等。