已知的物質(zhì)中肯定能穿透地球的也許只有中微子一種了，當(dāng)然還有幾種不確定物質(zhì)，比如暗物質(zhì)，還有引起宇宙膨脹的暗能量。中微子是怎么穿透地球的，又有什么物質(zhì)能擋住它，另外暗物質(zhì)和暗能量到底能不能穿透，我們來(lái)做個(gè)簡(jiǎn)單分析。

中微子的超強(qiáng)穿透力

在標(biāo)準(zhǔn)粒子模型中，中微子是是屬于費(fèi)米子，它和電子u子以及τ子都屬于輕子。

我們簡(jiǎn)單介紹寫費(fèi)米子和玻色子，費(fèi)米子屬于物質(zhì)不可分割的最小單位，也就是造房子用的磚塊，玻色子則是連接費(fèi)米子之間的水泥砂漿，這樣來(lái)理解就知道了！

1. 中微子不帶電的中性粒子，曾經(jīng)因此而泡利在預(yù)測(cè)時(shí)被稱為中子，當(dāng)然這個(gè)橋段就不說(shuō)了，后來(lái)中子發(fā)現(xiàn)后，費(fèi)米和泡利商量把它改成為中微子。

2. 在粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型中，它的靜止質(zhì)量為零，但我們知道它肯定是有質(zhì)量的，因?yàn)樗鼰o(wú)法達(dá)到光速（中微子速度比光速低0.0006%左右），它的質(zhì)量估計(jì)只有電子的萬(wàn)分之一，熟悉基本粒子的朋友肯定知道，電子的質(zhì)量在原子中經(jīng)常是被忽略的，所以你可以想象中微子的質(zhì)量有多小。

3. 中微子的尺寸，在標(biāo)準(zhǔn)模型中，中微子被看成是一個(gè)點(diǎn)，但其有效尺寸可以通過(guò)電弱作用截面定義，平均電弱特征為：r2 = n × 10^?33 cm2（n × 1 nb）n的取值是電中微子3.2，μ中微子1.7，τ中微子1.0，其實(shí)這么小，差那么一丟丟實(shí)在沒(méi)啥感覺。

四大基本作用力

講中微子的穿透力，不說(shuō)四大基本作用力實(shí)在說(shuō)不過(guò)去，我們知道物質(zhì)世界有四大作用力有引力、電磁力、強(qiáng)力和弱力四種，未來(lái)會(huì)不會(huì)有第五種我們不知道，但現(xiàn)在只有四種！

中微子不帶電，所以電磁力沒(méi)有影響，亞原子尺度下，而且中微子質(zhì)量極輕，因此引力可以忽略，它也不收強(qiáng)作用力影響，宇宙間最強(qiáng)大的三大作用力對(duì)其無(wú)可奈何，而僅僅會(huì)受到弱里作用，尺度在10^-19M以下

因此中微子穿透力是超強(qiáng)的，原子內(nèi)部的空間對(duì)于中微子實(shí)在太大了，而即使質(zhì)子內(nèi)部也是暢通無(wú)阻，因?yàn)榭淇伺c夸克之間的距離非?！斑b遠(yuǎn)”，是夸克尺寸的上萬(wàn)倍。只有極低的概率才會(huì)撞上夸克，受到影響。

地核密度極大，能擋住嗎？

地核的密度大約是水的10倍，跟太陽(yáng)內(nèi)核密度是水的150倍相比還是小了不少，太陽(yáng)內(nèi)核應(yīng)該已經(jīng)是簡(jiǎn)并態(tài)或者臨近簡(jiǎn)并態(tài)，但即使變成簡(jiǎn)并態(tài)，也不會(huì)影響中微子，因?yàn)樵谫|(zhì)子和中子內(nèi)都暢通，也就是中子態(tài)物質(zhì)對(duì)中微子影響都不大，只不過(guò)會(huì)增加點(diǎn)碰撞概率，區(qū)區(qū)簡(jiǎn)并態(tài)和地球內(nèi)核物質(zhì)遠(yuǎn)未達(dá)到簡(jiǎn)并態(tài)的物質(zhì)更不在話下了！

話說(shuō)當(dāng)你大中午站在太陽(yáng)底下，你每平方厘米的橫截面上都有超過(guò)650億個(gè)來(lái)自太陽(yáng)的中微子直接穿透，相信你已經(jīng)被中微子打成了篩子，可你什么感覺都沒(méi)有，因?yàn)樗鼜慕M成你身體的物質(zhì)間隙中直接穿透了！

什么物質(zhì)能擋住它？

如果有一睹夸克的墻應(yīng)該擋住中微子，因?yàn)闀?huì)被弱相互作用吸收，這就是傳說(shuō)中的夸克星，這是介于中子星和黑洞之間的一種天體，當(dāng)然到現(xiàn)在為止仍然在假想中。

另外還有一個(gè)比較有意思的過(guò)程，即在大質(zhì)量恒星末期的超新星爆發(fā)中，有一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象，是關(guān)于中微子的爆發(fā)的過(guò)程：

“超新星爆發(fā)的99%能量都會(huì)被中微子帶走，這個(gè)級(jí)別大概是10^46J，核心區(qū)會(huì)釋放出極大的中微子流，這些中微子流將和原子核相互作用，大約將傳遞10^44J的能量給強(qiáng)子物質(zhì)，驅(qū)動(dòng)物質(zhì)向外運(yùn)動(dòng)，最終引發(fā)我們可見的超新星爆發(fā)（坍縮過(guò)程我們?cè)诘厍蛏鲜强床坏降模?/span>

當(dāng)然超新星這個(gè)中微子能量轉(zhuǎn)移機(jī)理仍然在猜測(cè)中，因?yàn)槿匀粺o(wú)法成功建立超新星爆發(fā)模型，對(duì)于這樣的作用機(jī)理仍然只是在大概率的猜測(cè)中。

不過(guò)我們只關(guān)心一個(gè)非常有意思的現(xiàn)象，大約有10^44J的中微子能量轉(zhuǎn)移給了強(qiáng)子物質(zhì)，這說(shuō)明超新星爆發(fā)時(shí)候某個(gè)過(guò)程吸收了中微子，當(dāng)然我們也可以理解它擋住了中微子，而中微子將自身的能量轉(zhuǎn)移給了這種物質(zhì)。

暗物質(zhì)和暗能量

傳說(shuō)中只參與引力和弱力作用的暗物質(zhì)似乎也是一種穿越的選項(xiàng)，但我們僅僅只能通過(guò)引力透鏡或者星系動(dòng)力計(jì)算出它的分布，卻沒(méi)有在任何一個(gè)觀測(cè)手段來(lái)確認(rèn)這種物質(zhì)的存在，因?yàn)楝F(xiàn)在兩種觀測(cè)手段分別是電磁力和引力，電磁力的光和其他波段可以在大尺度到微觀尺度上區(qū)分物質(zhì)，但對(duì)暗物質(zhì)觀測(cè)無(wú)效，引力波和引力透鏡則在大尺度上發(fā)現(xiàn)，對(duì)找到物質(zhì)這種方式欠缺足夠手段。

乳白色為暗物質(zhì)分布示意圖，黃色為背景星系

暗能量則更是虛無(wú)縹緲，傳說(shuō)中它是產(chǎn)生空間膨脹的斥力的，但它是如何產(chǎn)生的，是不是基本作用力都兩眼一抹黑，我們僅僅根據(jù)大尺度上的宇宙退行觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，在40億年前宇宙的膨脹還是引力起到主導(dǎo)作用，但在40億年后逐漸有斥力占據(jù)主導(dǎo)，這是1998年“超新星宇宙學(xué)項(xiàng)目”和“高紅移超新星探測(cè)組”對(duì)Ia型超新星觀測(cè)得知，宇宙正在加速膨脹。但暗能量的為什么會(huì)導(dǎo)致膨脹，我們一概不知

從理論上暗能量的均勻分布來(lái)看，也許它可能是彌散在宇宙所有區(qū)域的，當(dāng)然包括地心，所以這兩種物質(zhì)可能都穿過(guò)了你我，但我們根本無(wú)從感覺。