裸奇性·负能量·蠕洞与太空旅行

裸奇性与宇宙监督假设 物理学家把物质密度和引力强度均为无穷大的点叫做奇点。奇点是如何形成的呢?以恒星为例,一个质量大于3倍太阳的恒星在演化到晚期时,很难抗衡引力收缩而保持自身的稳定,终将坍缩为一点。但任何一个以这种方式坍缩的球状天体人们是探测不到的,这就是黑洞,因为在该天体周围形成的视界(Eventhorizon)将它包裹起来,而按照广义相对论,逸出视界的     

是谁触发了“大爆炸”？

但凡听说过宇宙是从一个高温、高密的“奇点”爆炸,膨胀而来的人,都会发出同样的疑问：在大爆炸之前的宇宙是什么样子？“永恒暴涨”、“循环模型”以及“圈量子宇宙”理论正试图解决这一棘手的难题。     

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...     

我们宇宙的未来

不断演化的宇宙 现代天文学家把目前我们所观测到的整个时空范围称作“我们的宇宙”。科学家从整体上研究宇宙大尺度的时空性质,物质运动的规律,宇宙学作为天文学的分支学科,是当代最活跃的科学前沿之一。近年研究认为,我们的宇宙大小约为137亿光年;它的起源、结构、演化和未来的结局,正是宇宙学的研究内容。     

宇宙创生的量子理论

从理论物理的角度看来宇宙学不但应当是自洽的,而且应当是自足(self-contained)的,因为,按照定义,没有东西可以存在于宇宙之外。这个要求可望在量子宇宙论中得到满足。一种可能的方案是,宇宙量子态必须是欧氏量子引力理论中的“基态”。这种基态可表述为:任何三维紧致面的量子幅度应表为所有正定的以这三维面为一边界的紧致四维流形的路径积分。这个方案体现了如下的观念:宇宙是由“无”创生的,亦即宇宙的边界条件即它没有边界,整个宇宙只决定于物理定律,不需要任何初始条件。     

约束条件和数值积分

自治的哈密顿系统存在约束条件，例如能量积分或广义相对论中的4速度大小为常数，它能否在数值积分过程中始终满足将直接影响数值稳定性．在牛顿力学中哈密顿系统的动能一般为椭圆型，直接运用约束条件对方程进行降阶存在开平方判断正负号的困难，导致应用高精度的经典数值积分器时能量存在耗散．然而相对论力学的度规为双曲型，利用约束条件有可能实行方程降阶．在时空具有一定对称性的情况下，能够找到整个时空的一个全局变换使变换后的度规的主对角线某一元素为零，于是从约束方程中不需开平方能够解出某一动量，顺利实现运动方程的降阶．相对论力学中另一个可以降阶的模型是Mixmaster宇宙模型．数值实验表明将经典算法用于降阶后的运动方程能够严格地满足约束，但不一定能保持辛结构。     

浅谈“有生于无”

当我们考虑宇宙是如何开始的时候,自然想知道宇宙开始以前是什么样子。明显的答案是“无”或虚无（真空）。２３００多年前,古希腊的哲学家、科学家亚里士多德对存在“真空”持反对态度,他说过,“自然厌恶真空”;但与他同时代的我国思想家老子却认为“天下万物生于有...     

从发现首颗宜居行星谈起

最近,法国科学家宣布,“格雷斯581d”经过模拟实验证实为首颗太阳系外宜居星球。面对浩瀚无垠的宇宙,根据“存在即合理”的推论,对于任何动物、植物、以至于微生物来说,应该都会有一个最合适其生存的环境。     

世纪之交谈天文学的过去、现状和未来

在人类发展的漫长历史过程中 ,永远依存着自然环境。人不能脱离自然 ,自然哺育着人类发展。人的思维也是首先来自自然 ,在人类思维的发展过程中 ,存在着一个永恒的科学主题 ,这便是宇宙。战国时期 ,尸佼给宇宙下过一个定义“四方上下曰宇 ,古往今来曰宙”。表明宇宙在空间上包罗万象 ,在时间上永无止境。回顾人类的自然科学发展史 ,的确会发现 ,宇宙的影响无时不在。换句话说 ,天文学在各种自然科学的发展过程中 ,始终起着先导性的作用。　　一、天文学开拓了人类对自然界的认识人类认识自然首先得益于天文学。为了农业 ,就必须建立节气。而…     

宇宙可能起源于“大反弹”

目前广为宣传的大爆炸宇宙理论似乎遭受有史以来最大的挑战,新的研究成果显示我们的宇宙可能是从“大反弹”开始的,即在我们这个宇宙之前,已经有一个宇宙“前世”存在。     

暗物质研究与探测

暗物质是一种神秘莫测的不可见物质,它几乎占据了宇宙1／4的物质和能量,但是除了引力作用之外,它们和“常规”物质不发生任何相互作用。科学家们之所以提出宇宙中存在暗物质,并不是因为他们“看见”了暗物质,而是通过看不见的暗物质对可见物质施加的引力影响间接地获得关于它们的信息。     

暗物质：宇宙的秘密

在我们的宇宙中,恒星和行星是随处可见的,除此之外还有大量自由漂浮着的气体云,也涂画在时空巨大的幕布上——我们所能看到的这一切,天文学家称它们为“可见物质”。但你是否知道,这些可见的物质,其实只占了宇宙中全部物质的很少一部分（17％）呢？宇宙中另外那约83％的物质都是我们看不见的,没有人知道它们究竟是些什么。在过去的80多年里,天文学家一直试图对宇宙中这些被称为“暗物质”的成分进行直接的观测,但到目前为止还没有一次获得过成功。     

哈勃常数─—一个难有确定值的重要参量

哈勃常数─—一个难有确定值的重要参量宇宙的大小尺度和宇宙年龄以及宇宙的膨胀速率都与哈勃常数Ｈ。密切相关。１９７４年以来，对于Ｈ。一直存在着５０与１００之争·。２０年来，许多天文小组通过地面望远镜、利用不同的“标准烛光”测定河外星系的距离并从而推算出Ｈ...     

“时空”受到挑战

关于时空 悠悠万事于此惟大,这个“此”是什么？就是时间和空间,它是我们宇宙的基础结构。实际来说,这两者既看不到又摸不着,我们能感知的只是它们的力,即引力。爱因斯坦的广义相对论,把两者结合起来,称为时空。这是现代物理学中,最具权威的一个概念。     

张力透镜探黑洞

宇宙就像看似无尽的海洋,到处都是恒星、星系和星云。在其中,我们看到了启发整个人类历史的银和星座。但有一种天体我们仍不了解,它的存在就是一个尚未解决的问题:黑洞是什么?它与它周围的时空是如何绑定的?就像海洋中的漩涡一样,旋转的黑洞在它们周围形成了漩涡状的时空。     

奇异星周围的中微子主导吸积流

为统一解释伽玛射线暴(简称伽玛暴)与暴后再活动,提出了一个新的伽玛暴中心引擎模型一“奇异星-NDAF”模型(NDAF:Neutrino Dominated Accretion Flow,中微子主导吸积流),并计算了奇异星周围NDAF的结构.与其他中心致密天体不同的是,奇异星会向吸积流反馈以中微子为载体的奇异化相变能量.不考虑NDAF与奇异星的摩擦,结果表明:奇异星周围NDAF的结构对吸积率非常敏感;当吸积率大于0.18 Mo.S-1时,“奇异星-NDAF”模型能统一解释伽玛暴与暴后再活动,这个范围大于无摩擦的“中子星-NDAF”模型能统一解释的范围;在统一解释的情形下, “奇异星-NDAF”模型湮灭总能量的分布非常宽阔,当吸积率大于0.3 M0.S--1时,湮灭总能量大于1051 erg;最后,当吸积率大于0.3 M0.S-1时,“奇异星-NDAF”模型的湮灭光度超过同等吸积率下“黑洞-NDAF”模型一个多量级,有利于解释某些光度极大的伽玛暴.     

旋转带电天体外引力场某些性质的研究

本文根据矢量引力子场度规场理论,讨论了旋转带电天体外引力场的某些性质,得出如下结果:1.黑洞不可能具有角动量和电荷,即转动的天体(无论带电与否)不可能是黑洞。Kerr黑洞及Kerr-Newman黑洞是不存在的。2.对于一个旋转的带电的轴对称天体而言,存在着一个与θ有关的“临界径向(坐标)距离”r_k(θ),当r>r_k(θ)时,天体的引力场表现为通常的吸引作用;而当R(天体半径)相似文献   

黑洞：从跃然纸上到深空搜索（上）

“黑洞”概念的形成 上一期本栏目文章曾介绍,老年大质量恒星的星核在自身重量的作用下迅速地收缩,会发生突然爆炸;当恒星核中所有的物质都变成中子时,收缩过程立即停止并被压缩成一个密实的星球——中子星,它似乎是物质坍缩到小到令人难以置信的空间的结果。     

竭诚推荐全新版《太空探索》、《地球奇观》VCD光碟

“上知天文、下知地理”,是每一个求知者都渴慕的境界。本刊最新推出的,由广州新时代影音公司出版发行的《太空探索》和《地球奇观》VCD光碟,将会成为你扣开宇宙之门、追问地球之秘的良师益友。 《太空探索》包括“宇宙的起源、太阳系的奥秘”、“地球地外的生命、征服太空”、“地球的真     

迷你天体 魅力无穷——纪念小行星发现200周年

人们说起宇宙,头脑中往往就会浮现出浩瀚无际的太空;讲到天体,则总是想到庞大无比的星球。的确,一般说来,“天文数字”都是令人头晕目眩的大数,可是大千世界是五彩缤纷、丰富多彩的,在我们的太阳系中,就有着一种“迷你型行星”——小行星。 19世纪的“见面礼” 早在17世纪时,开普勒就觉得火星与木星之间的空隙似乎太大,它们中间应当还有天体存在,否则宇宙就会显得“不和谐”。1781年天王星被发现后,人们更坚