有什么东西可以直接穿透地球?

四大作用

其实一个东西是不是能够穿透另外一个东西,核心就在于两者之间是不是会发生相互作用。在自然界中存在四大作用力,引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。相互作用(虽然不够严谨,但你也可以粗暴地理解成“力”)其实就有点像是万物的粘合剂一样,没有它们,我们的宇宙将会变成一盘散沙。银河系,太阳系就是依靠引力来维持的,我们能够站在地球上,而不是飘起来,其实是因为地球引力的作用。引力会让万物相互吸引。

除了引力之外,我们日常生活中所接触到的相互作用就是电磁相互作用,包括摩擦力,支持力,拉力等等,其实本质上都是电磁相互作用,这是因为这些作用都是在原子的层面发生的。

虽然我们几乎很少会接触到,但它们实实在在发生在我们身体的各个部位的,是强相互作用和弱相互作用。它们是确保原子核存在的相互作用。在这四大作用当中,强相互作用最强,其次电磁相互作用,弱相互作用,最弱的是引力。

上文我们也提到,一个物体是不是能够穿透另外一个物体,说白了就是要尽可能的少发生相互作用,即使要有,也只有是弱相互作用和引力。

这是因为它们的强度都很弱,其次弱相互作用并不容易发生。因此,不参与强相互作用和电磁线相互作用的东西穿透力都极其强。都有哪些东西是具备这种特质的呢?

中微子

中微子是非常符合这个特质的,它只参与弱相互作用,由于质量小到几乎都很难测得到(是存在质量的,只是太小了而已),在基本粒子当中,除了光子和胶子之外,最轻的就是中微子了,上限只有电子的百分之一左右的水平,因此,引力对它的影响可以忽略不计。也正是由于质量太小,根据狭义相对论,它可以具备非常高的速度,这个速度可以很接近光速。基于这两点,中微子的穿透力是十分惊人的。

对它来说,穿透整个地球根本不是什么难事,轻轻松松,而且时时刻刻在发生。不仅如此,我们的身体每秒钟都有十万亿中微子穿过,但是我们根本一点都察觉不到。1987年2月23号的晚上,编号为SN1987A的星体发生了超新星爆炸。

地球上有好几个在北半球的中微子探测器就探测到了中微子的踪迹,而这些中微子就是从南极一路穿透地球上到达北半球被捕捉到的。

暗物质

除了中微子,还存在一个我们目前只是间接观测到它存在的东西,那就是暗物质。它也不参与强相互作用和电磁相互作用,因此我们根本无法观测到暗物质的存在。因为,我们是通过电磁力(电磁波)来观测天文现象的。按照目前的主流理论,暗物质参与弱相互作用和引力。星系之所以能够形成,应该说是多亏了暗物质的存在,因为星系自身的引力根本无法确保整个星系可以正常运行,而会一下子崩塌,正是因为暗物质提供了额外大量的引力,星系才能够拽住各个恒星。

暗物质是我们可以观测到的物质的5倍之多,并且它们的移动速度特别慢,因此,它们分布特别广泛。

应该说,我们生活的世界中,到处都是暗物质,它们也很和中微子一样,可能正在慢慢穿过人体,但人同样是一所无知,所以,我们是生活在一个被暗物质所包围的世界里。

观测

无论中微子还是暗物质,由于穿透力强,并且很难观测,所以为了排除其他宇宙射线的干扰,寻找它们的装置都在地下深处几百米或者几千米的地方。

目前,世界各地都有很多中微子探测器和暗物质探测器,就拿中微子探测器来说,最出名的是日本的超级神冈中微子探测器,这里存在5万吨纯水就是用来找中微子用的。

至于观测暗物质的实验室,我们国家有一个中国锦屏极深地下暗物质实验室。

所以,观测中微子和暗物质的实验室其实利用的就是它们穿透力很强的这个特点。

最后,我们来总结一下,中微子和暗物质由于不参与强相互作用和电磁相互作用,使得它们的穿透力特别强,穿过整个地球都轻轻松松。