Кіріспе

1991 жылы тіркелген ультра жоғары энергиялы ғарыш сәулесі. "О, құдайым!" бөлшегі – 1991 жылғы 15 қазанда АҚШ-тың Юта штатындағы Дагуэй сынақ полигонында Fly's Eye камерасымен тіркелген ультра жоғары энергиялы ғарыш сәулесі. Оның энергиясы 3,2 (320 эксаэлектрон вольты) деп есептелді. Бұл бөлшектің энергиясы күтпеген болып келді және ғарыш сәулелерінің пайда болуы мен таралуына қатысты қалыптасқан теорияларды күмәндандырды.

Жылдамдық

Бұл қандай бөлшектің түрі екені белгісіз, бірақ ғарыштық сәулелердің көпшілігі протоннан тұрады. Егер бөлшектің тынығудағы массасы болса және оның кинетикалық энергиясы (тынығудағы масса энергиясынан артық энергия) болса, онда оның жылдамдығы жарық жылдамдығының еселенгеніне тең болар еді. Егер бұл 938 МэВ болатын протон болса, онда ол жарық жылдамдығының 0,9999999999999999999999951 еселігімен қозғалған, оның Лоренц коэффициенті 3,2 және жылдамдық параметрі 27,1-ге тең болды. Арнайы салыстырмалылық теориясына сәйкес, осы жылдамдықпен қозғалатын протонның бақыланатын уақыттың өзгеруі (уақыттың созылуы) өте күшті болар еді. Егер протон 1,5 миллиард жарық жылы қашықтықта туған болса, онда протонның осы қашықтықты өтуіне шамамен 1,71 күн жұмсалар еді.

Салыстырулар

"Ой, құдайым" бөлшектерінің энергиясы 3,2 немесе 51 шамасында бағаланды. Бұл бір элементар бөлшектің үшін өте зор мөлшер, тіпті адамзаттың жасаған технологиясымен бөлшектерге берілетін ең жоғары энергиядан да асып түседі. Дегенмен, бұл көрсеткіш экзотикалық физика күтілетін Планк деңгейінен әлдеқайда төмен. Осы өте кішкентай бөлшектен шыққан энергия Жерде 1 кг салмақты 5,2 метр биіктіктен (орташа екі қабатты үйдің шатырының биіктігі сияқты) түсіргендегі энергияға тең келеді. Яғни, суб-атомдық бөлшектің энергиясы, қалыпты жағдайдағы макроскопиялық дененің кинетикалық немесе потенциалдық энергиясына баламалы.

Фотоны фотомен салыстыру

Құдай-ау, бөлшегінің энергиясы көрінетін жарықтың фотон энергиясынан (100 квинтиллион) есе жоғары болды, бұл шамамен бейсбол добының жылдамдығымен тең. Оның энергиясы галактикадан тыс нысан блязар Маркариан 501 сәулесінен шыққан электромагниттік сәуледегі ең жоғары фотон энергиясынан 20 миллион есе артық болды.

Жоғары энергия, бірақ Планк шкаласынан төмен

Бөлшектің энергиясы Жердегі үдеткіштерде алынған ең жоғары энергиядан асып түскенімен, ол Планк энергиясынан (1.2208901) шамамен 40 миллион есе төмен болды. Планк масштабындағы әсерлерді анықтау үшін осындай энергиядағы бөлшектер қажет. Мұндай энергияға ие протон "Құдай-ау!" бөлшегінен 1,665 есе жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен қозғалады. Жерден қарағанда және Жердің координаттық жүйесінде байқағанда, 1 см озып кету үшін фотонға Планк энергиясы бар протонды қуып жете беруге шамамен 3,579 (ғаламның қазіргі жасынан 2,59 есе көп) уақыт керек болады.

Кейінгі ұқсас оқиғалар

Бірінші байқаудан бері осы құбылысты растайтын жүздеген ұқсас оқиғалар (энергиясы 5,7 немесе одан жоғары) тіркелді. Бұл өте жоғары энергиялы ғарыштық сәулелер бөлшектері өте сирек; көптеген ғарыштық сәулелер бөлшектерінің энергиясы eV мен eV аралығында болады. Телескоп массиві жобасын пайдалана отырып жасалған соңғы зерттеулер бөлшектердің көзі Үлкен Аю шоқжұлдызы бағытындағы 20 градус радиустағы "жылы нүктеде" орналасқан болуы мүмкін екенін көрсетті. Жапон мифологиясындағы күн құдайының атымен аталған Аматэрасу бөлшегі 2021 жылы анықталды және 2023 жылы АҚШ-тың Юта штатындағы Телескоп массиві обсерваториясы арқылы расталды. Оның энергиясы 240 эксаэлектронвольттан (2,4 эВ) асты. Бұл бөлшек Жергілікті Бос кеңістіктен шыққан сияқты, ол Құс жолы галактикасының жанындағы бос аймақ. Оның энергиясы белдіктің биіктігінен кірпіш лақтырғанмен тең. Космикалық сәуле келген бағытқа сәйкес келетін ешқандай маңызды астрономиялық нысан анықталған жоқ.