万年科学实验大畅想：大恒星如何爆发/图 (2)

　　为了测量电子的磁性，更确切地说是“磁矩”(磁矩是亚原子粒子的一种特性，相当于条形磁铁的磁场强度)，我们用静电场将单个电子约束在一个平面内，并通过磁场迫使该电子作圆周运动。我们让实验装置的温度保持在0.1开(绝对零度以上0.1度)以下，从而使电子在最低能态上运动。然后，我们用射频波使电子的磁性翻转。由于电子的响应(特别是磁性翻转的速率)与它的磁矩有关，这样我们就能够以高达3/10-13的精度测定其磁矩。

　　如果在整个宇宙历史中，磁矩曾出现千分之一的变化，而且这一变化一直以固定的速率发生，那么我们的实验应该能够测出来。当然，科学永远也无法证明某个参数是绝对固定不变的，它所能证明的只是变动率极其小。而且，现今的变动率有可能远低于早期宇宙时的，因此在实验室中测到这种变化非常困难。不过，如果我们在10 000年内，反复进行实验而又没有观测到任何变化，那些预测常数变化的理论而言在这种稳定性面前可能就站不住脚了(比如，有人宣称，通过对遥远类星体发出的光进行观察，他们检测到，自宇宙早期以来，电磁相互作用的强度发生了微小变化)。

　　当然，随着科技不断进步，实验室的技术肯定会不断改进。我认为，未来有了更先进的方法相助，我们一定能在远短于10 000年的时间内取得更大的进展。

时间跨度：10 000年

　　问题：大地震发生的频率有多大？

　　索恩·雷伊(Thorne Lay)，美国加利福尼亚大学圣克鲁斯分校地震学家

　　2011年3月，重创日本东北部地区的9.0级地震以及由此引发的海啸，令地震学界人士大跌眼镜：几乎无人预料到，引发这场地震的断层，会在一次活动中释放如此大的能量。我们可以通过考察地质状况，间接还原该地的地震活动历史，但这永远也不能替代直接预测。现代地震仪问世仅有一个世纪多一点，在这样短的时间里，我们无法搞清楚那些每隔几个世纪或更长时间才光顾某一地区的巨大地震的发生规律。不过，这些地震仪连续运行数千年后，我们就能更精准地绘制地震分布图——包括确定哪些地区有可能发生9.0级强震，即使这些地区有史以来从未出现过8.0级以上的地震。

　　数千年积累的资料也有助于搞清另一个问题：超级地震(指8.5级或以上的地震)在世界范围内是不是倾向于集中地爆发？从过去100年的资料来看，这些大地震似乎还真的喜欢扎堆出场，过去10年中就有6次超级地震亮相，而在之前的30年中却一次也没有。在更长的时期中获得的测量结果，将有助于我们了解，这种集中爆发的情况，究竟是与某种物理作用相关，还是仅仅是统计学上的偶然事件？(www.zhongliu365.com)

　　时间跨度：10 000年

　　问题：大质量恒星如何爆发？

　　科尔·米勒(Cole Miller)，美国马里兰大学天文学家

　　超新星爆发相当罕见，在大的旋涡星系如银河系中大概每隔几十年才发生一次。人类最近一次见到银河系中的超新星爆发，是在公元1604年。据约翰尼斯·开普勒(Johannes Kepler)所述，当时这颗超新星的亮度超过了夜空中除金星外的其他所有星星。更近一些时期记载下来的所有超新星爆发全都发生在距地球数百万光年之遥——好在还不是数十亿光年——的其他星系中。如果我们最终可以近距离观察到一次超新星爆发，天文学家将不仅能通过常规的望远镜来观测它，还可以借助两个最新的天文观测平台——可以分别探测中微子和引力波——来弄清这颗爆发恒星内部发生的真实情况。如果你等上一万年，肯定可以看到100或200次超新星爆发，这足以让我们分辨出超新星之间的细微差异了。

　　银河系中随时可能出现恒星爆炸的事件。爆炸发生之初，全球各地的若干引力波观测台中的电脑屏幕将开始闪亮，意味着空间架构的波动正在经过观测台。引力波是爱因斯坦广义相对论作出的关键预测之一，但至今人们仍未能直接探测到。引力波的出现表明，恒星的内核在自身引力的作用下已经开始坍缩。恒星内的物质被压缩后转变为中子并释放出中微子，而中微子能够不受阻碍地穿越物质，从而透过恒星的外层逃逸到宇宙空间(并最终到达地球的观测台)。坍缩释放出的能量绝大部分由中微子携带，足以炸飞恒星的外层，并使它显得极其明亮。

　　不过，在有些情形下，恒星塌缩可能会像爆竹哑火那样未能爆炸，但仍会产生引力波，只是不会发光而已。对这一点，我们并不是很有把握，因为迄今为止，我们仅仅观察到了超新星爆发的最后阶段，即可以看得见的阶段(唯一的例外是1987年，科学家曾探测到来自一次超新星爆发的少量中微子)。如果有几千年的时间来观测，那一切都将大不相同。借助未来的新工具，我们或许还能搞定另一个悬而未决的问题——是什么决定了一颗垂死恒星是变成黑洞还是变成中子星。精彩文章:日珥 关羽的老婆 大脚怪 人体悬浮