每秒有無數宇宙粒子穿過人體

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宇宙射線示意圖。(Shutterstock)

文：陳俊村

在我們賴以生存的地球上，隨時都有來自外層空間的輻射線和微小粒子穿透大氣層，甚至穿透我們的身體。那麼，每秒鐘究竟有多少粒子會穿過人體？它們會影響我們的生活和健康嗎？

據“生活科學”（LiveScience）網站報導，在每一天的每一秒中，地球都遭受來自外層空間的無數粒子“轟炸”。其中有些粒子會被大氣層阻擋，有些則能穿越大氣層，而且輕易地穿過任何物體，包括人體。

微中子（neutrino，又稱中微子）是從外層空間穿過人體最常見的粒子。美國內華達大學拉斯維加斯分校物理學教授普拉維卡告訴該網站說：“據估計，每秒鐘有100兆（萬億）個微中子穿過我們每個人的身體。”

盡管微中子數量龐大，但它們幾乎不會與普通物質相互作用。幾乎所有微中子都會穿透人體和其它物體而不留下痕跡，而且人們通常都沒有感覺。

威斯康辛大學麥迪遜分校物理學助理教授盧如（LuLu，音譯）表示，微中子源自於核子活動。幾乎所有穿過我們大氣層的微中子都來自為太陽提供能量的核融合（又稱核聚變）反應，但有些微中子起源於更遙遠的地方，甚至其它星系。

另一種來自外層空間、會撞擊地球的粒子是宇宙射線（cosmicray）。芝加哥大學的網站指出，這是一種帶電的高能量粒子，以接近光速的速度從四面八方射向地球。

宇宙射線最可能來自太陽，也可能來自其它爆炸的恒星、甚至黑洞。它們主要由質子或較重元素的原子核構成，也有一小部分由電子和正電子（positron，電子的反物質對應粒子）構成。

每天都有數以兆計的宇宙射線撞擊地球，其中絕大部分會被大氣層和磁場阻擋，但有時候它們會撞擊大氣中的粒子，產生一陣能夠抵達地面的次級粒子簇射，其中包括緲子（muon，又稱渺子或μ子）。

緲子是一種帶負電的亞原子粒子，與電子十分相似，但質量是電子的200倍以上。盧說，在海平面，每分鐘有大約一個緲子穿過每0.15平方英寸（1平方公分）的區域：“對人體而言，穿過的數量在每秒數十到數百個之間。大約每秒有一兩個緲子穿過一只手。”

她提到，由於緲子帶電，它們會與其遇到的物質相互作用。它們的運動軌跡可以在雲室（cloudchamber）中顯現出來。雲室是一個充滿蒸汽的容器，當帶電粒子穿越蒸汽時，會留下一道由霧氣構成的可見痕跡。

相較之下，微中子不帶電，而且幾乎沒有質量。這兩個特性使微中子難以探測，這也是它們經常被稱為“幽靈粒子”的原因。

盡管每秒鐘有多達100兆個微中子穿過每個人的身體，但它們幾乎不會與人體相互作用，而且此類相互作用釋放的能量極低。因此，盧說，微中子“完全不會構成健康風險”。

但如以上所述，緲子會與其遇到的物質相互作用，所以宇宙射線撞擊產生的大量緲子可能會對人體產生影響，但影響通常很小。盧說，對於一般人而言，每年宇宙射線帶來的輻射量約為0.4毫西弗（mSv），這相當於一年內接受幾次胸部X光檢查的輻射量。

她解釋說，輻射量因海拔、緯度和屏蔽條件而異。在一般的地面環境下，緲子和其它宇宙射線粒子並不被視為重大的健康隱憂。地球上的生命自誕生以來，便一直處於這些粒子的照射之下。

她總結說，這些穿過我們身體的粒子不斷提醒著我們——我們並未與宇宙分離。

值得一提的是，來自外層空間的粒子也能為人類的生活增添樂趣，例如極光。這是來自太陽的帶電粒子被地球磁場引導進入大氣層，從而展現出壯觀的光影景象。


來源：正見網

發稿：2026年10月16日