模拟宇宙大爆炸 太逼真了!

　　有望撞出“金苹果”

　　这是一个类似《爱丽丝漫游记》的宇宙探索故事，满眼期盼的全球科学家们为了这一刻已经等了足足20年。

　　10日,科学家在靠近法国和瑞士边境的地下实验室开启大型强子对撞机，由此开始高速粒子对撞系列实验。

如果成功，这一系列实验将模拟宇宙大爆炸发生时的状态，有助人类进一步探索宇宙起源之谜。

　　束流注入实验启动

　　当地时间10日上午9时30分左右（北京时间10日下午15时30分左右），随着一束质子束流注入对撞机，实验正式启动。负责实验的欧洲核子研究中心发言人凯特帕诺说：“质子束流粗细如同一根头发。”

　　这台对撞机是世界最大的粒子加速器，建于瑞士和法国边境地区地下100米深处的环形隧道中。

　　5秒钟后，实验项目位于日内瓦的控制室内电脑收到信号，显示实验进展顺利。

　　开足马力的对撞机能够确保数万亿粒子以高速流过将近27公里长的地下隧道，最高速度将近每秒钟30万公里，相当于光速的99.99%。以如此高速，质子束流每秒可在隧道内狂飙11245圈，单束能量达到7万亿电子伏特。

　　白点闪烁环绕一周

　　不过，10日实验注入对撞机的质子流运动速度相对较慢，每隔几公里为一段，在隧道中移动。这是为了检测所有设备是否运行正常，包括安装在隧道壁上为数不少的粒子探测器。实验启动近一个小时后，两个白点在控制室的电脑屏幕上闪烁，显示质子束流已经沿隧道环绕一周。在场科学家欢呼鼓掌，庆祝第一束质子束流成功完成顺时针方向“首航”。这以后，科学家将多次重复粒子加速测试，不断

　　提高束流速度，尝试从顺时针和逆时针两个方向反复实验。

　　“真正的好结果是，另一束流从另一个方向过来，”欧洲核子研究中心首席发言人吉利斯说：“只有当两个方向各有一支束流过来，你才知道确实没有阻碍，是开始工作的时候了。”

　　高速对撞撞出“黑洞”？

　　一切就绪之后，科学家才会着手准备粒子高速对撞实验，继而再现宇宙大爆炸发生后万亿分之一秒内的情形。

　　据估计，粒子高速对撞实验最早有望在今年年底进行，最晚则可能在一年以后。届时，运行方向相反的两束高速质子束流将在隧道内对撞，碰撞点将释放巨大热量和能量，与宇宙大爆炸发生时的情况相仿，只是规模较小。据报道，有人担心的正是这一碰撞，认为它会形成“微型黑洞”危及地球。

　　当前盛行的宇宙学观点认为，宇宙起源于大约150亿年前一次大爆炸。当时所有物质高度密集于硬币大小的一点，因为温度极高发生大爆炸。爆炸发生后，物质向外膨胀形成宇宙，先后诞生星系团、星系、银河系、恒星和太阳系，以及包括地球和人类在内的一切。

　　“上帝粒子”至关重要

　　如果最后实验成功，科学家将分析撞击中产生的数百万粒子，求证希格斯玻色子的存在。在粒子物理学标准模型预言的62种基本粒子中，只有希格斯玻色子迄今仍未“显形”，因此有“上帝粒子”之称。这种粒子44年前据英国物理学家希格斯猜想提出，据信是物质质量之源以及电子和夸克等形成质量的基础。希格斯提出，其他粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游弋，受它的作用产生惯性，最终有了质量。如果没有质量，宇宙大爆炸后产生的物质无法形成星云和行星，生命起源更无从谈起。

　　1次赌博

　　有望撞出“金苹果”

　　砸在牛顿头上的那个苹果开启了一位科学伟人的思想宝库，也开启了一个人类认知自然的崭新时代。10日正式启动的欧洲大型强子对撞机有望在电光石火的粒子碰撞中，撞出若干启发人类攀上认知自然新高峰的“金苹果”。

　　其中最值得期待的，当属苦寻多年依旧无处觅芳踪的希格斯玻色子。这一被誉为粒子物理学“圣杯”的粒子，能够完美解释物质质量之源，进而完美地支撑起整个“标准模型”的理论大厦。在现有科技条件下，各种加速器是人类寻找希格斯玻色子的最佳实验装置。

　　不过，希格斯玻色子是在假设的前提下出场的，它能否被大型强子对撞机发现以及是否存在迄今依然未知。大型强子对撞机正式启动质子束流碰撞后每秒将发生约6亿次的粒子碰撞。尽管目前尚无法预知这将会造就什么样的新发现，但其数据分析结果无疑将有助于回答一些涉及自然和物质本质的基本问题，包括物质质量的来源、各种作用力的统一、暗物质的本性、是否存在其他维度等。由此带来的任何一项科学新发现，都弥足珍贵，足以成为一个个揭秘自然的“金苹果”。

　　2种声音

　　霍金：LHC难找“上帝粒子”

　　英国著名物理学家斯蒂芬?霍金9日拿出100美元打赌说，定于10日启动的欧洲大型强子对撞机（LHC）不会帮助人类找到有“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。

　　霍金告诉英国广播公司（BBC）记者：“对撞机把能量增加到通常粒子研究所需能量的4倍。根据现有观点，这应当足以找到希格斯玻色子。”“不过，我认为，如果找不到希格斯玻色子，会更加激动人心。那表明，存在某些错误，我们得重新思考，”他补充道，“我拿100美元，赌我们找不到希格斯玻色子。”质疑希格斯玻色子存在的同时，霍金说，对撞实验可能印证科学家先前提出的“超对称理论”和“弦理论”，而且“不管大型强子对撞机是否有所发现，结果都会告诉我们关于宇宙构造的许多知识”。

　　钱思进：启动具有里程碑意义

　　欧洲核子研究中心大型强子对撞机10日正式启动。北京大学物理学院钱思进教授当天在位于日内瓦郊区的欧洲核子研究中心接受新华社记者专访时表示：“这具有里程碑意义，为在前所未有的对撞能量下取得新发现奠定了基础。”

　　钱思进说，如果一切顺利，大型强子对撞机将在年底前实现两束各达5万亿电子伏特能量的质子束流对撞，此能量将是以前世界纪录的5倍。按计划，质子束流明年夏天将达到7万亿电子伏特的设计能量。

　　3大巨头

　　霍金“撞出黑洞我就能得诺奖”

　　英国物理学家斯蒂芬?霍金，在LHC破土之初就对其期望厚重。他在2002年8月一次访华讲演结束时表示，但愿LHC能发现微小黑洞，这样他就能获得诺贝尔奖。他说：“微小的黑洞不会像报纸上所说的那样把地球吃掉，恰恰相反，它会在‘霍金辐射’理论所说的那样‘扑’地消失，而我将获得诺贝尔奖。加油啊，LHC！”

　　埃文斯从小爱玩炸药

　　负责这项实验的科学家林恩?埃文斯，人称“埃文斯原子”，从小就对爆炸感兴趣，曾自制炸药。昨日，这位63岁的物理学家亲手接通这台世界上最大的机器，为一个月后真实再现微观版的“宇宙大爆炸”踏出了第一步。埃文斯声称，他一点儿也不担心这会毁灭世界，甚至穿着短裤工作，他担心的是，面对现场那么多记者的闪光灯，接通机器时机器可能突然趴窝。

　　希格斯“上帝粒子”之父快80了

　　英国科学家希格斯于1964年首先提出“上帝粒子”（希格斯玻色子）的概念，以此解释为何物质有质量，以及为何这些能凝聚成星体。希格斯即将迎来80岁生日，今年他在参观大型强子对撞机后感慨道：这一机器让他找到信心，“几乎可以确定，不久就可以发现希格斯玻色子”。

　　4大好处

　　文明人精确操纵时空

　　纽约市立大学理论物理学教授加来道雄表示，如果物理学实验有指导作用的话，那其潜在的回报将可能出现在以下四个领域：

　　1、电信：大型强子对撞机也将引领我们进入一个全球分布式计算和大量数据更有效贮存的时代。更好地了解亚原子世界将导致量子计算和超安全通信方面取得突破。

　　2、医疗：粒子加速器目前在癌症治疗和医学成像方面的作用在快速加大。许多医院利用质子、碳离子甚至是反物质等带电粒子来治疗癌症。用于开发大型强子对撞机的新技术将会很好地发现它们驻进未来医院的道路。

　　3、能源：加来道雄表示从大型强子对撞机获得的见识可能在数十年内将用于开发新能源，比如可控的熔合核电站。这些微型黑洞甚至可能在长期的能源需求中扮演一个长期角色。他说：“甚至一些人认为外太空的黑洞可能是未来人类的能源。”

　　4、未来：更远说来，加来道雄指出深入了解宇宙总是会技术突破。他说：“大型强子对撞机将不会打开另一宇宙的大门，它也将不会在太空中开个洞。但它将会尽力建立一个等式，从而让高级文明社会能精确操纵时空。”

　　QQ来电

　　堪比发现万有引力

　　通过实验发现“暗物质”或“暗能量”，探究96%看不见的宇宙；科学家相信，宇宙诞生是在十亿分之一秒的”大爆炸“瞬间内发生。科学家透过今次实验，将可以重现那”刹那间的光辉“，并了解“暗物质”、“上帝粒子”等宇宙奥秘。科学家将这一幕比喻为发现万有引力、或是原子核构成等过去200年间大大改变科学界以至人们生活的重要发现。

　　投资数千万元人民币并参于分析

　　中国20多位科学家功不可没

　　在大型强子对撞机上的4个大实验中，来自80多个国家和地区的7000多名科学家和工程师共同参与制造、维护和运行4个大探测器并进行数据分析。在科技部、自然科学基金委、中国科学院的共同资助下，中科院高能物理研究所、北京大学、中国科技大学等单位的研究人员成为LHC项目的一部分。中国在这4个大实验中投资数千万元人民币并将参与物理分析。

　　清华大学物理系教授邝宇平还透露，20余名中国科学家也参与了“大型强子对撞机”项目。LHC的4个探测器每个都有约一千名来自全世界的科学家参与研制，其中CMS和ATLAS两个探测器是最重要的，中国科学家也主要参与这两个组的工作。虽然我国参与LHC的时间相对较晚，但探测器的部分结构是在我国制造完成的。

　　对撞机的前期研制结束后，我国科学家也得以分享对撞期间的研究数据。除了定期前往欧洲核子研究中心参加会议，科学家们在国内就可以通过电脑网络获取撞击数据，不需要到实验现场。

　　实验开始前，一些人担心粒子高速对撞释放的巨大能量会导致“黑洞”产生，吞噬地球。欧洲核子研究中心否认有这种可能性。这家机构的发言人吉利斯称，相关言论是“胡说”。他说，实验可能产生的最危险后果是质子束流在全速运转情况下失控，但即便如此也只会对强子对撞机造成损坏，在隧道上撞出几个坑。

　　别怕 不会撞出时间隧道

　　“我打赌我赢了！”昨日下午4时18分，当粒子束运行到ATLAS实验室位置时，项目负责人埃文斯长出了一口气。因为至少从现在看来，一切都在按计划运行。在这之前，有不少科学家警告说，LHC实验所发生的粒子碰撞可能会制造难以估量的危险，甚至有可能造成“世界末日”。昨日，印度等地的一些居民也因此实验产生恐慌。此次实验是否真会造成“世界末日”了？物理学家再次对此做出了解释。

　　理论之忧黑洞、夸克和时间隧道

　　一些科学家通过理论分析认为，目前主要有三种担心：一是担心碰撞会形成微型黑洞，最终会吞掉整个地球；第二种担心是地球异变。有科学家认为，夸克是比原子和质子还要小的物质。夸克可以异变为“奇异夸克团”，“奇异夸克团”可能导致地球上所有原子核转变，让地球变成一堆热气腾腾、灰蒙蒙的黏性物质；第三种担心则是“时间隧道”。有俄罗斯科学家认为，质子高速相撞会形成“虫洞”，使原本相隔数10亿光年的距离，变成咫尺之间。有人担心，来自其他宇宙的生命可能会通过时空中的“虫洞”入侵地球。

　　历史之证不科学猜测歪曲事实

　　1910年，当时媒体及时报道了一个最不寻常的事件：地球很快就将与一颗天体相撞，并要穿越哈雷彗星的彗尾。媒体还声称，哈雷彗星的尾巴里含有有毒气体。此消息传出后引发了“世界末日”的警告，世界一片恐慌。最终，地球越过过这颗彗星的尾巴，什么不幸也没有发生。现在媒体又在大肆报道一些物理学家认为大型强子对撞机在其粒子发生撞击时可能会产生微型黑洞，而且这些黑洞通常都非常强大，以至于它们不仅能吞没整个地球，而且还能吞噬整个星系。

　　科学之驳四大理由加以驳斥

　　纽约市立大学理论物理学教授加来道雄撰文指出，有四大理由可以反驳“世界末日”论。

　　首先，大自然中宇宙射线撞击时可以产生出比LHC更强大的亚原子粒子，这些高能粒子数十亿年来源源不断地降落在地球上，但我们现在还不是好好的。

　　第二，这些可能产生的微型黑洞仅是一些迷你黑洞，如果LHC运行一百年，这些粒子所产生的全部能量甚至还不能点亮一只灯泡。

　　第三，这些微型黑洞极不稳定，它们一旦形成就很快会衰亡。

　　第四，记者要科学家声明最糟糕的假设不会发生，但科学家回避了。因为从理论上说，LHC也会有产生火龙的机会。然而发生这种情况的概率非常小，也许在宇宙的一生中都不会有这种事情发生。

　　■最新消息

　　第２束质子束流贯穿LHC

　　LHC10日启动后，当地时间15时30分（北京时间21时30分），第二束质子束流贯穿大型强子对撞机。

　　第一束质子束流沿顺时针方向注入大型强子对撞机并实现贯穿后，第二束质子束流沿逆时针方向于当地时间14时左右注入大型强子对撞机。

　　据专家介绍，两束质子束流贯穿大型强子对撞机并反向平行运行后，极其复杂精密的调试阶段随后开始，只有在达到两束质子束流对撞所需的速度和稳定状态时才能进行对撞，对撞争取在今年年底前实现。

　　5大之最

　　1、世界上最大机器：“大型强子对撞机”不仅是世界上最大的粒子加速器，而且也是世界上最大的机器。它位于瑞士、法国边境地区的地下100米深的环形隧道中，隧道全长26.659公里。

　　2、地球上最快“轨道”：如果“开足马力”，数以百万计的粒子将在环形隧道内以每秒11245圈的速度“狂飙”，相当于光速的大约99.99%。

　　3、太阳系中最“空旷”场所：为避免粒子流与气体分子发生碰撞，粒子流在超高真空的“通道”内运行，其间如同星际空间一样“空旷”，气压仅为10的负13次方个标准大气压，相当于月球大气压的大约十分之一。

　　4、最热与最冷机器：两束粒子流对撞时，碰撞点产生极端高温，可达到太阳中心温度的10万倍。而与之形成鲜明对比的是，由于采用超流体氦冷却等手段，加速腔运行时的温度为零下271.3摄氏度，比遥远的太空还冷。

　　5、全球功能最强超级计算机系统：大型强子对撞机的每一项大型实验一年所获数据都可以刻满十万张双层DVD。数万台计算机借助分布式计算网络联合运行，构成全球运算功能最强的超级计算机系统。