可以讓宇宙飛船迅速加速到光速！暗物質功不可沒

（文/ PATRICK J. KIGER）

在南達科他州的布萊克山下，桑福德地下研究所的科學家們正在使用大型地下氙(LUX)探測器來尋找暗物質粒子，這種神秘的物質被認為是宇宙中大部分物質的來源。在這個巨大的裝置中，一個鈦箱裡包含了1/3噸的液態氙。在這個裝置中，一組靈敏的光探測器正在等待暗物質粒子與氙原子碰撞併發出微弱閃光的時刻。

為了捕捉到微弱的信號，LUX放置在一英里厚的岩石層下，這層岩石將幫助它屏蔽宇宙射線和其他可能干擾信號的輻射。

雖然到目前為止，LUX還沒有發現暗物質。但是，通過新的校準技術來提高探測器的靈敏度，研究人員希望很快就能發現暗物質。布朗大學物理學教授Rick Gaitskell在一份新聞稿中說，“繼續提高探測器的能力至關重要。”

1.黑暗起源

如果科學家最終確定了暗物質粒子，那將成為上世紀30年代一次探索的重大結局。當時，瑞士天文學家弗裡茨·茲威基(Fritz Zwicky)確定了一個遙遠的星系團旋轉速度到達某一值時，表明它們的質量遠遠超過了從它們發出的可見光所判斷出來的質量。

從那以後，科學家們一直在尋找暗物質，並試圖找出它到底是什麼。近年來，研究人員依靠各種工具，從歐洲的大型強子對撞機到美國宇航局的錢德拉X射線天文臺（Chandra X-ray Observatory，CXO）。

假設研究人員最終掌握了暗物質的本質，另一個問題可能會出現:人類是否有辦法利用它?這項研究僅僅是為了幫助我們瞭解宇宙，還是我們可以開發出適用的技術?

2.實際應用

紐約大學物理學家劉佳(音)在2009年的一篇論文中提出了一種可能性，即利用暗物質作為能源，為執行超長任務的航天器提供動力。其概念是基於一個尚未得到證實的假設，即暗物質是由中性微子組成的，即不帶任何電荷的粒子。中微子碰巧也是反粒子，這意味著當它們在合適的環境下碰撞時，它們會相互湮滅，並將所有的質量轉化為能量。

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正如New Scientist網站的一篇文章所描述，劉佳（音）的暗物質發動機將與傳統火箭截然不同。從本質上講，它將是一個有“門”的盒子，門會朝著火箭運動的方向打開，從而把暗物質吸走。當暗物質進入盒子時，門就會關上，盒子就會收縮以壓縮暗物質並增加湮滅的速度。

一旦粒子轉化為能量，門又會打開，能量推動飛船前進。這樣的循環會在整個太空旅行中重複。暗物質引擎的一個優點是飛船不需要攜帶太多的燃料，因為它可以從宇宙部分地區豐富的暗物質中收集更多的燃料。火箭的速度越快，它就會越快地吸收暗物質並加速。一艘100噸的火箭理論上可以在幾天內達到光速。反過來，這將把前往比鄰星(Proxima Centauri，離我們太陽系最近的恆星)所需的時間從數萬年縮短至5年左右。除此之外，當然，有些技術和發明是未知的，似乎是不可能的——直到我們認為它們可能。