夜黑佯谬与宇宙视界（二）

破解“夜黑”佯谬的关键是宇宙膨胀 在维斯托·斯莱弗1923年工作的基础上,埃德温·鲍威尔·哈勃由密尔顿·哈马逊协助,在证认和研究河外星系时发现其中除少数外绝大多数都在远离我们。     

黑洞、视界与热辐射（下）——黑洞也是黑体！

上文我们了解到虽然黑洞对外来辐射有像黑体一样的具有百分之百吸收而不反射的特性,但由于黑洞的“视界”对辐射是一个“只允许进而不允许出”的单向膜,所以它不能象黑体一样发出热辐射。     

与黑洞为邻的星

黑洞是宇宙的怪物,它激烈地涡旋,疯狂地吞噬进入它视界的一切,连以每秒30万千米速度运行的光线也不放过。佩是偏偏有一些不怕死者与它为邻,这些宇宙“勇士”是一些恒星。它们的命运如何呢？     

恒星级黑洞

恒星级黑洞瑞林黑洞这个名词是美国物理学家惠勒在１９６８年发表的一篇题为“我们的宇宙,已知的和未知的”文章中首先提出来的。他不愿意用“引力坍缩物体”这样累赘的词汇,便创造了“黑洞”这样一个较简洁、概括性较好而又响亮、有力的名词。每颗恒星都是靠两种力来保...     

在Kerr-Newman时空中Dirac粒子的Hawking蒸发

本文得到了Kerr-Newman黑洞视界附近Dirac方程的解,并与Klein-Gordon方程的解作了比较。把刘辽、许殿彦的工作首先从准极端Kerr黑洞推广到准极端Kerr-Newman黑洞,然后又进一步推广到一般Kerr-Newman黑洞,从而证实了一般Kerr-Newman黑洞辐射的Dirac粒子的能谱具有黑体辐射的形式。     

带有电荷、磁荷的一类任意加速黑洞的量子热效应

本文研究了带有电荷、磁荷的一类任意加速黑洞的Ｈａｗｋｉｎｇ辐射，得到了局部事件视界面方程和Ｈａｗｋｉｎｇ温度以及Ｋｌｅｉｎ－Ｇｏｒｄｏｎ粒子的Ｈａｗｋｉｎｇ辐射谱。结果显示黑洞的形状和温度不仅随时间变化而且随角度变化．对于加速度为零、直线加速或不带电荷磁荷等特殊情况均能回到已有结果。     

BICEP2引发的论战

将近140亿年之前——确切地说,是137．7亿年,上下不超过5900万年——据认为,我们所在的这个宇宙就是在那个时候,以一场不寻常的爆发“出场”的。在最初的一瞬间（约10^-35秒到10^-33秒）,宇宙以指数形式极速膨胀,其膨胀幅度之大,甚至远远超过了我们现在最好的望远镜的视界。     

黑洞、视界与热辐射（上）

前文在谈到黑体辐射时,我们已经知道“绝对黑体既是吸收本领最强的,同时又是热辐射本领最强的”。宇宙中很多天体的辐射都近似于黑体辐射。这是在没有考虑万有引力时的结论。通常天体质量的平均密度不大,其周围万有引力强度亦不大,电磁辐射所受影响几乎为零。     

探索黑暗--通向黑洞视界面之路

黑洞既大,又小;既复杂,也简单。它也许是理解宇宙最基本真理的关键,但目前为止对于我们而言它始终都只是望远镜图像上的像素点。周围的物质照亮了黑洞的"阴影",揭示出视界面的形状。正所谓,宇宙中看不见的天体,却可能是最明亮的。它的"明亮"我们已经有所了解,但那光辉下面真的隐藏着深不可测的黑暗吗?幸运的是,百年来我们的问题第一次有可能得到回答,科学家们已经指出了一条探索黑暗的道路。     

视界问题的新图示(英文)

在用定义为径向距离除以尺度因子的径向坐标r和宇宙时间t的r-t图中,大爆炸时向我们发射、现在到达我们这里的光子的轨迹,r_(t),是大爆炸时我们向外发射光子轨迹,r+(t)的镜象。前者画出我们现今时刻的“世界图象”(world picture),而后者则描绘(粒子)视界自从大爆炸以来的增长。方程,r_(t)=～(1/2)r+(t)决定时刻t_D,它有如下性质:世界图象中凡早于t_D的事件多少都有视界问题,晚于t_D的事件就没有视界问题。 对于平直的Friedmann宇宙,算得t_D颇晚(相应的红移仅是z_D≈1.25!),远晚于微波背景辐射的时刻t_M(其红移为～10~3)。对于Guth的暴涨宇宙,算得t_D很接近暴涨期的开始,远早于t_M。 对于一个弯曲的Friedmann宇宙,Penrose图的时间轴可被证认为通常用来表述尺度因子演化的参数方程中的参数η,而其空间轴可被证认为径向角坐标x,由此马上得出:当哈勃时间H_0~(-1)=20×10~9年时,对于一个减速参数q_0=1.65的封闭宇宙,z_D=0.86;对于一个密度参数Q_0=0.05的开放宇宙,z_D=3.66。     

宇宙暴涨的难题

“视界疑难”是宇宙形成中的诸多问题之一,它是指观测表明：分布在宇宙所有方向上的微波背景（CMB）温度大体都一样,故此疑难亦称均匀性疑难。     

宇宙信息

首次发现紧贴黑洞视界的磁场 欧洲空间局的国际1射线天体物理实验室观测到了在1毫秒内即将要掉入黑洞的超高温物质。但这些物质并没有就此完全消失,其中一些最终死里逃生。没有人愿意靠近黑洞。在距离其视界（物质甚至是光一旦进入就无法再出来的边界）几百千米的地方,     

为何收不到外星人的信息?

如果宇宙里除地球人外还存在外星人,为什么我们从未检测到来自他们的信息呢?这一由来已久的未解之谜因物理学家恩利科·费米(Enrieo Fermi)首先提出被称为费米佯谬,它是不存在智慧外星人最强有力的理由。     

感受到相邻宇宙的影响了吗？

按照标准模型,我们的宇宙创生存．137亿年前的一次大爆炸,佃由于宇宙膨胀,天文学家们通过先进的望远镜仍能观测到远达450亿光年的天体。一些宇宙学家认为这个距离可定为我们宇宙的边界或称为宇宙视界（cosmic horizon）。     

“视界”与退行速度大于光速的星系可否被观测到的问题

对于“我们能否观测到退行速度大于光速的星系”这个问题，目前大多数宇宙学家将回答：“不能，因为这些星系处在我们的视界之外”，这里的思想是，相对论宇宙学中的速度必须由相对论多普勒红移公式来定义，然而在宇宙学中，红移是“宇宙学”的而非“多产勒”的，并且有一个速度的独立定义可以应用。     

天体演化与元素演化之谜（一）——天文学中的佯谬之四

自从前三篇聊“天”话“佯谬”在本刊发表之后,激发了不少读者的兴致,有的爱好者还来信来电提出了一些十分有趣的题目,鼓励我继续写下去。其中一个趣题中的主角竟是“中子”!乍一想,中子似乎与天文学毫无关系。天文学的直接表象是星空,人类在没有使用火的时代,就已经对天穹上“星火”的分布十分熟悉了,     

暴胀学说的两则副产品

这篇短文介绍的是两位暴胀宇宙学说的创始人古思(Alan Guth)和林德(Andrei Linde)分别提出的免费午餐宇宙(Free Lunch Universe)和磁单极宇宙(MonopoleUniverse)。 免费午餐宇宙 1971年,天文学研究员格里宾(John Gibbin)提出我们的宇宙可能位于一大黑洞之内的设想。     

“哈勃”镜辉煌的十年

10年前的4月25日,即1990年4月25日,美欧联合研制的哈勃空间望远镜,由发现号航天飞机送入地球轨道,以探索宇宙的奥秘———这项计划已经取得了远远超出预期的成果。10年来,“哈勃”为我们传回了大约29万张高质量的精美图片,而这些图片所展现的许多天体,我们似曾相识,但更多的是黑洞、衰亡中的恒星和遥远的星系等陌生的宇宙图景。“哈勃”不仅使天文学理论发生了革命性变革,而且也使公众得以亲眼目睹来自宇宙深处最为壮观的神奇景象。实施宏伟的“哈勃”计划哈勃空间望远镜是美国航天局(ＮＡＳＡ)与欧洲航天局(ＥＳＡ)的合作计划,以美国天文学…     

EGUP与黑洞熵的修正值

目前,人们对黑洞Bekenstein-Hawking熵的量子修正值产生了极大的兴趣,尤其是黑洞熵对数修正项的系数.在广义不确定关系(GUP)的基础上,通过引入了推广的广义不确定关系(EGUP),运用面积定理计算了3类时空的黑洞熵的修正值,得到的黑洞熵的修正项的系数是正的.这种计算方法不仅对单视界时空适用,而且对有内视界的黑洞时空依然成立,并且在EGUP基础上计算出黑洞熵的修正值.相比GUP基础上得到的黑洞熵,EGUP可以应用于大尺度时空下,所以应用范围更广.此计算方法简洁明了,物理意义明确,可为黑洞熵对数修正值系数的确定提供参考.     

2020太阳漫游

2020年的天文学界热闹非凡,黑洞等致密天体又一次得到了诺贝尔奖的青睐。不过,如果我们把目光从遥远的宇宙深处收回到身边,看看宇宙时报的本地新闻版,就会发现2020年太阳也有不少新鲜事,让我们一起来一次漫游吧。