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第145章 暗物质和虚空

    华枫清楚脉冲星靠消耗自转能而弥补辐射出去的能量,因而自转会逐渐放慢。

    但是这种变慢非常缓慢,以致于信号周期的精确度能够超过原子钟。而从脉冲星的周期就可以推测出其年龄的大小,周期越短的脉冲星越年轻。脉冲星的特征除高速自转外,还具有极强的磁场,电子从磁极射出,辐射具有很强的方向性。

    由于脉冲星的自转轴和它的磁轴不重合,在自转中,当辐射向着观测者时,观测者就接收到了脉冲。脉冲星就是快速自转的中子星。

    中子星,是超大质量恒星爆炸形成超新星时残留的内核,它是密度非常高的天体,相当于将太阳的质量装入一个直径仅有20千米的球体内。

    中子星能够每秒旋转数百次,由于超强的引力作用和旋转速度,中子星可在时空中形成较大的“涟漪”,但如果其表面包含隆起或其他瑕疵,时空中出现的“涟漪”将出现不均匀性。中子星的表面被认为是由富含中子微粒的结晶层,是一种固体坚硬的外层。中子星表面的原子排列地比钢铁更加紧密,其强度是钢铁断点的100亿倍。

    坚硬的表面意味着中子星能够支撑大量的表面隆起地形——“山脉”,可能在中子星表面能够支撑一些10厘米高的地形隆起,延伸至几公里之外。研究认为黄金和其他重金属元素可能来自于中子星碰撞的大爆炸。

    夸克星,是一种假设的星体。恒星爆发之后会留下遗骸,一颗中子星或者一个黑洞。但如果这个遗骸比上质量太小无法成为黑洞,比下质量太大无法形成中子星,则形成夸克星。虽然还没有被观测到,但天文学家们相信它们应该是存在的。夸克星其实是由奇异夸克物质所组成的,所以它们还被称为奇异星。

    黑洞,一种特别致密的暗天体。大质量恒星在其演化末期发生塌缩,其物质特别致密,它有一个称为“视界”的封闭边界,黑洞中隐匿着巨大的引力场,因引力场特别强以至于包括光子(即组成光的微粒,速度c=3108/s)在内的任何物质只能进去而无法逃脱。

    黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。

    黑洞的最特别之处在于它的“隐身术”,原因是弯曲的空间。光是沿直线传播的。根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。形象地理解,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。

    在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围,空间的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。

    所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。黑洞会发出耀眼的光芒,体积会缩小,甚至会爆炸。当英国物理学家斯蒂芬·威廉·霍金于1974年做此预言时,整个科学界为之震动。他发现黑洞周围的引力场释放出能量,同时消耗黑洞的能量和质量。

    如果在黑洞附近创生一对正负粒子,其中一个粒子被吸入黑洞,那么创生的反粒子会被吸入黑洞,而正粒子会逃逸,由于能量不能凭空创生,我们设反粒子携带负能量,一个反粒子被吸入黑洞可视为一个正粒子携带正能量从黑洞逃逸。而爱因斯坦的公式e=c2表明,能量的损失会导致质量的损失。

    当黑洞的质量越来越小时,它的温度会越来越高。这样,当黑洞损失质量时,它的温度和发射率增加,因而它的质量损失得更快。因此霍金预测黑洞以极高的速度辐射能量,直到黑洞的爆炸。

    1917年,a阿尔伯特·爱因斯坦运用广义相对论建立了一个“静态、无限、无界”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。

    1922年,gd弗里德曼发现,根据爱因斯坦的场方程,宇宙也可以是膨胀的和振荡的。

    1927年,g勒梅特提出了真正意义的