有史以来能量最高的宇宙射线

在1991年10月15日发现了最高能宇宙射线，犹他州的一个天文台发现了一些非凡的事情：发现了一个能量强大的粒子，它很快被取了名字叫做“Oh-My-God particle（哦 我的上帝粒子）”。但是它究竟是什么，为什么我们之前没有见到过这类事物？

宇宙射线是在1912年被奥地利裔美国物理学家维克多赫斯恰巧发现的。它是在宇宙中爆炸并且具有很高能量的亚原子粒子。它们也极其的常见，地球经常被它们轰击，尽管它们大多数都是低能量并且不值得被注意。一般认为，宇宙射线通常起源于宇宙中非常亮的点，比如遥远的恒星，超新星、类星体和耀变体。

我们的太阳可以发射出宇宙射线，但是，高能量的宇宙射线（从我们自身角度看）通常被认为来自更遥远的地方。如果想让宇宙射线被认为是超高能的话，他需要达到高于1EeV或者1“exa-电子伏”的能量。他的能量是标准电子伏的百万三次方倍。

所以，任何测量超过1EeV的事物都具有着令人震惊的能量！我们既然一直受到宇宙射线的撞击，那么，在1991年犹他州观测到的为什么如此特别呢？直到如今，“Oh-My-God particle（哦 我的上帝粒子）”仍然是我们观测到的能量最高的宇宙射线，尽管在之后也观测到几近相同的宇宙射线，但是并没有可以和它媲美的。“OMG”粒子的能量大约是320“exa-电子伏”并且以99.99%（随后以19个点多9秒，5,1）倍的光速运动。

这条特别的宇宙射线令人很困惑，以至于观察到它的科学家推迟了一年才向世界公布了它。因为他们害怕这是一种疯狂的反自然现象。我们从没有在此之前见过相同的东西！即使按照如今的标准，OMG粒子也比世界上最大的机器--大型强子对撞机中加速出的粒子快大约一千万倍。具体来说，OMG粒子打破了格莱森-查泽品-库兹敏极限，这个极限是以发现他的物理学家命名的，也称作“GZK极限”。

提出于1966年的GZK极限表明，宇宙射线能量永远不可能超过60艾电子伏特（6×1019eV or 60Eev）。原因在于不管我们怎么样去观测，宇宙它不仅仅只是单纯的空间，而是充满着无穷无尽的粒子，其中尤其重要的是包括了组成宇宙微波背景(cosmicmicrowave background, CMB)辐射的光子。在GZK假设中，若宇宙射线的能量高于60艾电子伏特，CMB中的光子将在其轨道上对宇宙射线产生阻碍作用，具体表现为宇宙射线粒子对CMB粒子的撞击。

但事实真像假设那样吗？OMG粒子已经超过了五次以上的 GZK 极限，并且OMG（Oh-My-God）粒子被发现以来，已经有数百种其他超过60EeV的极端能量射线被发现。对打破GZK极限这一现象的一种假设认为，这与粒子本身有关。有人认为，当我们所讨论的粒子是质子时，GZK 限制仍然适用且不能被打破，但这些“跨GZK 事件”（极端能量宇宙射线）中的粒子或许是由更重的元素组成的。

不幸的是，由于神秘的OMG粒子如白驹过隙转瞬即逝，我们至今无法知道它是质子还是其他什么物质，且之后探测到的所有其他极端能量宇宙射线也是如此。OMG到底是从哪里来的，我们至今一无所知。

虽然我们知道这些粒子通常会被类星体或超新星等非常明亮的物体增压加速，但当我们仰望浩瀚星辰，希望找出哪个类星体或超新星可能专门发射OMG粒子时，给科学家的答案仍然是一片空白。其中一个问题就在于，宇宙射线的轨迹可以被类似银河系自身的磁场这样的因素改变。

天文台已经探测到其他一些宇宙射线似乎来自指向大熊座的模糊方向，但是除此之外就没有更多确切的结论了。当科学家试图去了解宇宙射线时，时间是摆在我们面前的另一个问题。直到宇宙射线进入大气层，我们才能真正去了解它，但这一过程发生得又是如此之快。我们只能借助契伦科夫辐射看到它们，契伦科夫辐射是当一个物体在类似于水这种介质的速度超过了在此介质中的光速时产生的辐射。但即便如此，辐射现象也只是非常短暂地可以被我们所看到。

关于OMG粒子，或者你可以叫他“我的天啊粒子“，因为他蕴含着的超大的能量，这让人们几乎没办法得出什么有意义的结论，除了他“发生了”。不论怎样，我们还是在学习宇宙射线方面有一些进度。致现在为止，在2008年开始的犹他州的使用了507个表面检测器的“望远镜阵列项目“中（没错就是那个发现了OMG粒子的犹他州）发现了在我们已发现的超高能宇宙射线中，有27%我们经历过的超高能宇宙射线只来自于6%的天空。

这个明显的“热点”（特别关注的区域）再一次出现在的大熊座的方向，所以至少我们一直以来所搜的的方位是大致正确的！但是还是存在着许多的谜题等着我们去解决，尤其是当阿根廷的皮埃尔·奥格天文台在半人马星座A（在地球的天空中第五亮的星系）方向发现了另一个“温点”（比热点要冷）之后，科学家和分析学家就像明日不再存在一般的希望终有一天我们可以准确的定位具体是什么在发射这些宇宙射线，以及它或者它们在哪里。

说不定那个时候，我们就可以更好的理解在1991年我们所看到的那个用超过了99.99%的光速发射向我们银河系的东西。某种意义上，这是几个宇宙中最大的的谜题之一。但谁又清楚呢，在拥有无限的可能性的宇宙中，可能有一天我们会观测到比不可比拟的“我的天啊粒子”更为惊人的东西。