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研究发现宇宙射线与人类突变细胞变化或存关联

相关研究曾证明,太阳活动周期与人类出生缺陷有关联。美国堪萨斯大学科学家最新研究表明,宇宙射线与人类突变细胞变化或存在奇特关联,太阳活动射线产生的伤害或许比我们想像的要大。研究人员表示,宇宙中或许还有一些新的物理现象,令μ介子的危害性更大。

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如同没完没了的阵雨一般,宇宙射线每天都在向地球倾注。这些被太阳耀斑抛洒出来的高能粒子,通过北极光和干扰电网现象,展示它们的存在感。多年来,许多研究结果表明,大量的宇宙射线会对人类DNA产生永久损伤,导致出生缺陷。


如今,由美国宇航局开展的一项研究证实,太阳活动产生的射线过于微弱,不足以损伤地球上人类细胞,但研究人员又表示他们的计算也可能存在错误。在《地球物理学研究》杂志最新出版的文章中,科学家聚焦两种不同学说,二者均研究宇宙射线与出生缺陷率之间的关联。


一种学说是,20年前由大卫-朱克特与巴尼特-罗森堡在《射线研究》杂志上刊登的《太阳黑子周期与人类寿命周期波动的相关性》论文中提出的观点。朱克特与罗森堡发现,太阳活动水平与人类出生和寿命之间有着有趣关联:太阳活动水平越低,则人的寿命越长。另一种学说是,俄罗斯科学院柯拉科学中心纳塔莉亚-贝利舍娃提出的观点。贝利舍娃发现,太阳粒子活动与出生缺陷之间存在类似关联。


美国堪萨斯大学物理与天文学教授艾德里安-梅洛特介绍说:“我们进行了一系列计算,研究宇宙射线是如何抵达地表,计算结果显示射线影响非常微弱。”梅洛特将宇宙射线量比作看牙医时接受的X射线量,他指出,就这个能量水平而言,再增加1000倍才能对人产生严重损伤。


艾德里安-梅洛特教授表示:“我们得出的结果自相矛盾。我们的预测表明,太阳活动产生的射线对地面的影响非常微弱。然而,实验结果显示,宇宙射线的确会导致出生缺陷。我们无法解释这一矛盾,然而某个无法解释的问题恰恰又是另一个有趣科学问题的线索。从出生开始,我们就生活在这些宇宙射线中,它们可能比我们想像的更具伤害性,但是目前完全没必要担心。这些来自太阳耀斑的射线也许对某些人,如生活在高纬度的人更具伤害性。”


研究人员发现,太阳活动产生的宇宙射线通过与地球大气层的化学反应,产生了有害的“二次辐射”。梅洛特解释说:“宇宙射线的主要成分是质子。总的来说,质子是原子的核——剥离所有电子后。一些射线来自太阳,另一些来自宇宙中其它剧烈的天文活动。绝大多数射线与地球大气层撞击后,并不会抵达地表,不过它们会发出‘空气簇射’生成其它一些粒子,这些粒子会抵达地表。空气簇射以‘电离辐射’的形式,对人类及地球上其它生物的健康产生了严重威胁。电离辐射会令原子或分子解体,通过各种途径影响生命,导致皮肤癌、出生缺陷或其它疾病。一般而言,我们在海平面附近接收到的大约六分之一的穿透射线,是来自宇宙射线的二次辐射。”目前,人类平均每年接收到的宇宙射线,相当于10倍的胸透X射线,这个量对人而言是安全。


对太阳粒子活动产生的两种射线形式——μ介子和中子,科学家进行了仔细研究,结果发现μ介子对地球表面生活着的生物最具危害性。梅洛特指出:“μ介子是电子的好姐妹。宇宙射线会产生大量μ介子,人类在地表遭受的辐射就是μ介子所致。”


特别令研究人员感兴趣的是,大约在公元773-776年间,地球遭受到大量的太阳辐射。梅洛特说:“2012年,我们在树木的年轮中发现了碳14存在的痕迹,这表明约在775年地球遭受到过强大的太阳辐射,即巨大规模的太阳粒子活动,至少比现代太阳辐射规模强10倍。我们的计算表明,即便是如此大规模的射线,也未能对地球产生损伤,但是我们的假设也许有误。我们通常认为,是μ介子对生物产生伤害,但是或许宇宙中还有一些新的物理现象,使得μ介子更具伤害性。”


研究人员表示,接下来将进一步探索了解DNA可以承受住多少量的μ介子。梅洛特解释说,“在计算μ介子的影响力时,我们运用了标准假设。μ介子的物理成分非常简单,即一个大质量电子。但是,从来没有人真正进行过实验,测量μ介子对DNA的影响力,因为在正常情况下它们的寿命非常短暂。我们将在μ介子波束中放入一些人造DNA,然后测量它们的影响力。”


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