“拉索”揭秘史上最亮伽马射线暴：37兆电子伏特谱线与相对论检验

“拉索”揭秘史上最亮伽马射线暴：37兆电子伏特谱线与相对论检验

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央视网体育频道

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https://news.cctv.com/2024/07/25/ARTIAFZms54uJI6PKFUgVhl6240725.shtml

2.

http://www.ihep.cas.cn/lhaaso/zyxw/202403/t20240304_7011129.html

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https://lssf.cas.cn/lssf/ghbyzx/xwdt/202404/t20240401_4586225.html

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http://www.ihep.cas.cn/lhaaso/zyxw/

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https://www.sohu.com/a/761778395_404740

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https://kepu.gmw.cn/2025-01/03/content_37776722.htm

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http://www.ihep.cas.cn/lhaaso/zyxw/202403/t20240301_7008875.html

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http://www.81.cn/yw_208727/16338064.html

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https://www.iikx.com/news/progress/28887.html

2022年10月9日，一场宇宙级的“烟花秀”在太空中绽放，这场被称为GRB 221009A的伽马射线暴，是人类迄今为止观测到的最亮的一次。它不仅打破了伽马暴的亮度纪录，更为科学家们提供了一个前所未有的机会，去探索宇宙中最极端的物理条件。

要捕捉这样罕见的天文事件，需要一个足够灵敏的“捕手”。位于我国四川省稻城县的高海拔宇宙线观测站（LHAASO，“拉索”）正是这样一位“捕手”。

“拉索”坐落在海拔4410米的海子山上，由5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成的一平方公里地面簇射粒子探测器阵列、7.8万平方米水切伦科夫探测器阵列以及18台广角切伦科夫望远镜组成。这个庞大的探测器阵列，就像是一个巨大的“渔网”，时刻准备着捕捉来自宇宙深处的高能粒子。

“拉索”的独特优势在于其大视场、全天候和高灵敏度。它每个时刻可以监视1/7的全天区，每天可以扫描2/3的全天区。这种“广角”视野，加上极高的灵敏度，使得“拉索”能够捕捉到其他望远镜可能错过的极端事件。

当GRB 221009A的光芒抵达地球时，“拉索”敏锐地捕捉到了这一历史性的瞬间。通过分析“拉索”和费米卫星的联合观测数据，科学家们发现了一个令人震撼的现象：这次伽马射线暴中存在一条能量高达37兆电子伏特的谱线。这是迄今为止在宇宙天体中发现的能量最高、证据最确凿的谱线。

这条神秘的谱线不仅能量惊人，而且其能量和光度都随时间以幂律形式演化。这种规律性的变化，为科学家们提供了破解伽马暴之谜的重要线索。伽马暴是宇宙大爆炸之后最剧烈的爆炸现象，通常由大质量恒星的核心坍缩或两颗极端致密天体（如中子星或黑洞）的并合产生。这次发现的谱线特征，将帮助科学家们更好地理解这些极端天体物理过程。

除了发现超高能量谱线外，“拉索”对GRB 221009A的观测还完成了另一项重要任务——检验洛伦兹不变性。洛伦兹不变性是爱因斯坦狭义相对论的基本假设，它保证了物理规律在不同惯性参考系中保持不变。然而，一些试图统一量子力学和广义相对论的理论预言，在极高的能量尺度上，洛伦兹不变性可能会被打破。

“拉索”探测到了约65,000个能量范围在几百GeV到十几TeV的高能光子，首次精确测量了伽马暴甚高能余辉辐射的全过程。通过对这些光子的到达时间进行分析，科学家们发现不同能量的光子之间不存在到达时间延迟。这意味着在如此高的能量下，光子的传播速度仍然严格遵守光速不变的原理。

这一发现对量子引力理论提出了重要限制。对于一阶洛伦兹不变性破缺情形，“拉索”的结果与之前最好的结果相当；而对于二阶洛伦兹不变性破缺情形，则将量子引力能标的下限提高了5~7倍。这是当前国际上基于真空色散实验方法对洛伦兹不变性的最严格检验，进一步验证了相对论的时空对称性。

GRB 221009A的观测结果，不仅刷新了人类对宇宙极端现象的认知，更为天体物理学研究开辟了新的方向。它揭示了伽马暴中存在比预期更复杂的物理过程，同时也为检验基础物理理论提供了新的平台。

随着“拉索”等先进探测设备的持续运行，我们有理由相信，未来将会有更多关于宇宙极端事件的惊人发现。这些发现不仅会深化我们对宇宙的理解，也可能带来基础物理学的重大突破。

正如中国科学院高能物理研究所研究员曹臻所说：“这是一次千年一遇的历史性天文事件，它将帮助我们更好地理解宇宙中最极端的物理条件，甚至可能揭示一些全新的物理规律。”