这些照片你见过吗?来自太阳系的真实图像,让我们一起探索宇宙

这些照片你见过吗?来自太阳系的真实图像,让我们一起探索宇宙,第1张

我们生活在这个时代是多么的幸运

可以窥视太阳系各行星的情况

关于宇宙的 探索

望远镜的发明显然是一个重要的节点

在那之后,我们好像睁开了眼睛

你准备好和我一起观测你从未见过的太阳系了吗

看着这么棒的图像

你一定会受到冲击的

太阳具有独一无二的王者地位

它统治着整个太阳系

所有天体都在运行

被他安排得很好

它以每秒一万亿枚核弹的能量燃烧。

其占太阳系总质量的9986%

这是知识点,要记住

其他八大行星

矮行星

小行星

卫星

流星 柯伊伯带的小天体

尘埃等

全部加起来

只有014%

太阳是最生动的影像之一

太阳能动力学观测站

2012年8月31日拍摄的

物质细丝在恒星大气中旋转喷出外层空间

这次致命的冠状病毒物质投射

以每秒1500公里的速度

形成了绚丽多彩的太阳光带

离太阳最近的行星水星

多年以来

关于水星的研究从来没有松懈过

大小探测器不断地飞往水星

水星也在多次探测的过程中给了我们意想不到的惊喜

水星表面的

可以看到覆盖着大小不同形状的环形山

卡洛里斯盆地是水星表面最明显的标志

这个巨大的陨石坑宽约1300公里

那是36亿年前的事了

直径100公里左右的小行星相撞而成

为了进一步拍摄水星表面的高精细图像

结束任务的信使号码

2015年1月21日最后点燃了助推器

使探测器在非常近的距离内高强度工作3个月

拍摄水星的特写

2015年4月30日下午3时26分

“信使”号通过撞击水星结束了探测使命

水星在北极附近留下了直径约15米的环形山

得到了水星表面鲜明的图像20万张以上

他最后拍摄的图像将返回地球

成为了迄今为止分辨率最高的水星地表照片

我们曾经认为水星是最热的行星

因为离太阳最近

但是

离太阳最近的金星才是太阳系中温度最高的行星

金星被太阳的余热烤得像地狱一样

金星的大气又厚又浓密,变化多端

大气的主要成分是二氧化碳

约占97%以上

另外还有约3%的氮

大气的密度是地球的100倍

令人难以置信的是

金星表面上空3,40公里范围内密集的浓云

居然是浓硫酸物质做的

大气很不平静

经常出现雷电和雷暴

风速随着高度的上升而增加

上空60公里以上的风速达到每秒100米

这是地球上12级台风速度的三倍以上

这片云将来自太阳的热量释放到外层空间

所以金星可以继续吸收来自太阳的热量

这就是让它变热的理由

20世纪60年代

苏联为了 探索 金星

花了23年

制作了18个表面

经过特殊处理的金属探测器

进入了这个500摄氏度火热的世界

金星13探测器不仅扫描和分析了金星的地形

也观察到金星上有地震

这证明了这个行星实际上是活着的

但是探测器的设计接近变态

也仅仅就维持了30分钟

30分钟的寿命到了金星13号的探测器结束了使命

在这30分钟内拍了很多金星的彩色照片

然后在127分钟内继续工作

返回地球

通过这些彩色照片

我们才可以很好地了解金星表面的情况

然后我们来到了距离太阳最远的行星

众所周知这是生命唯一存在的地方

到现在为止

我们对地球的 探索 已经非常全面了

现代人造卫星可以照亮地球的每一个角落

就像美国航空航天局的这张一样

在地球上空35000公里处拍摄

可以清晰地拍摄大陆板块

在蓝色的星星上

2020年12月14日

美国航空航天局捕获了日全食

月光笼罩着智利和阿根廷

把薄薄的土地带入暂时的无间道黑暗中

经历过日全食的人们瞥了一眼正在运动的太阳系

日食期间

月亮穿过太阳和地球

遮住了太阳明亮的一面

这是国际空间站拍摄到的地球上最破裂的风暴景观

随着暴风雨席卷人群密集的城市

出现了可怕的破坏性景象

这是令人敬畏的自然力量

让这个人站立的场景

它由350多张在空间站拍摄的图像组成

最后的照相机放大到风暴的眼睛

这种自然破坏的力量由大致圆形的区域表明

唯一的瓶颈区域

2014年

国际空间站的宇航员拍了壮观的照片

撒哈拉沙漠作为地球上最大的沙漠群

那种冲击在俯视宇宙时表现得很好

网上流传着长达数百公里的大规模沙尘暴的照片

巨大的云覆盖了非洲的表面

吓了一跳

这颗星星多么像火星

没错我们接下来真的要去火星了

2月5日

中国国家航天局发布了天问一号探测器

拍摄的第一张火星照片

这张在距离火星220万公里处拍摄的照片里

隐约可见火星的典型地形

但是大家也注意到这张照片不清晰

而且是黑白的

和我们经常看到的火星彩色照片大不相同

去火星旅行的探测器有照相机

他们拍摄的火星照片

为什么会有那么大的不同呢

甚至网友也举办了火星ps大赛

其实理由也很简单

并不是因为技术跟不上天问一号携带着很多光学照相机设备

无论到哪里都不要忘记拍照

其中也有世界领先的高分相机

如果探测器拍摄了彩色照片

只能捕捉可见光

如果你拍黑白照片

可以拍摄不同波长的天体和其他未知的东西

有助于发现更多的可能性

2021年5月19日

国家航天局发布了天问一号任务探测器

着陆过程中两架飞机分离,着陆后火星车拍摄的影像

图像中着陆平台和祝融号火星车驶离坡道

太阳翼等待天线正常展开

目前,祝融号正在准备驶离着陆平台

之后,不仅拍摄火星的风景

用你拥有的6台科学负荷

深入探测火星

让更多的科学数据返回地球

这比简单的照片更重要

接下来我们去太阳系最大的气态巨大行星木星吧

美国朱诺探测器

2016年进入木星轨道

向人类发送了很多木星的探测资料

2017年7月10日

朱诺宇宙飞船有史以来

木星表面最大规模风暴的图像

这张照片可以捕捉到大的红色斑点

然后返回更多不可思议的图像

两年后的2019年

哈勃望远镜捕捉到木星表面,显示大红斑正在缩小

接下来是地球和其他行星看不到的东西。

天文学家都为此感到非常惊讶

由8个风暴组成的稳定系统

准确分布在木星的北极

图中引人注目的是贯穿木星的细长雾状层

这个现象是怎么发生的还不清楚

人类对木星的了解还太少

但是对普通人来说

看到木星高清美图的第一感觉是看油画

也有人像梵高的名画星空

在整个太阳系

土星的头绝对是营养旺盛的类型

大小仅次于木星

很遗憾有一个大壳

质量是木星无法比拟的

平均密度只不过是每立方厘米07克

由于密度低

土星拥有漂浮在水面上的资本

把土星放在水里一定不会沉

但是需要多少水面呢

能容纳这么大的男人吗

太阳系诞生以来

土星经历了无数昼夜的交替

这次是来自地球的使者

我们忠实的探险家卡西尼号

第一次近距离目击

就像明暗混杂合成一样

捕捉到了早晚的交替

2004年

飞行第七年的卡西尼号成功进入了土壤的新轨道

在远离太阳的寒冷升上天空的过程中

惊人的发现层出不穷

土星巨大的六角风暴

泰坦光芒四溅的甲烷湖

泰坦白蛋白层向太空喷出的海水晶体

2011年

卡西尼号用窄角相机在一帧内拍摄了土星的五颗卫星

土位十直径178公里位于最左侧

土卫六十七的直径是八十四公里

在a形环和狭窄的f形环之间

绕着土星转

在图像的中央

明亮发光的土卫二直径500公里

在照片的中上部

土星的第二颗卫星土卫二直径为1528公里

照片右边的只露出了一半的脸

泰坦五旁边有一个小泰坦直径397公里

2021年3月18日

美国宇航局戈达德航天中心哈勃团队发布了新图像

揭示了过去几年土星外观的差异

以下视频是哈勃太空望远镜分别在2018年

由2019年和2020年拍摄的图像合成而成

记录了土星北半球夏季结束时外观的变化

接下来的三张是静止图像版

然后去太阳系最远的两个又冷又远的巨大行星

天王星和海王星

被称为冰之超级明星

因为内部结构与木星和土星不同

木星和土星被称为富含氢和亥的气态巨星

另外,冰巨星的体积也比气态的巨大行星小

位于内陆行星和气态巨大行星之间

冰巨星也是太阳系最少 探索 的行星

2004年

凯克望远镜拍摄的天王星合成图像公布了

展示了冰冷的世界及其光环

一九八六年一月二十五日

旅行者2号拍摄的天王星

他离开天王星前往海王星

这是太阳系的神秘空间

如果地球在太阳系温暖的庭院里

在45亿公里外的海王星

太阳系宏伟国家的编程。

他像一个忠诚于树旁的士兵

不动声色地守护着太阳系的核心区域

他这么谦虚

甚至不出现在人类的视线中

在地球上

不能用肉眼直接看到海王星

即使是简单的望远镜也不行

和他保守的性格不相符的是

这颗行星的表面遭遇了每小时2千公里以上的超音速风暴

搅得天翻地覆

下面的照片是从地球拍的海王星的新照片

好厉害啊

你可能看过1989年拍的照片

旅行者2号的广角摄像机位于距离海王星28万公里的地方

这是用透明滤镜拍摄的这两张海王星光环的照片

旅行者两天完成了他的任务

在去宇宙空间之前

再次进行了近距离的接近

然后拍了这张照片

图为海王星大气中明亮的波纹

孤单一人

为了寻找外星文明

我没有停止过 探索 的热情

每当我陷入迷茫和无力感

请仰望星空

对未来的恐惧可能会减少一些

有很多通往未来的余地

求婚必备8个物品:求婚戒指、鲜花、烛光晚餐、烟火、信、照片、音乐、蛋糕。

1、求婚戒指

要准备求婚,象征着誓言的求婚戒指一定少不了。如果有条件的话,一定要给女生买一个美美的戒指,给你们的求婚仪式留下一个美好的回忆。

2、鲜花

要制造浪漫的场景一定少不了鲜花,一束捧花是一定要的,象征着爱情的玫瑰花是首选。不喜欢红玫瑰的红玫瑰也可以选择天真、纯洁的白玫瑰,或者一束彩色的玫瑰也很不错。

3、烛光晚餐

与自己心爱的人一起吃一顿浪漫的烛光晚餐应该是很多女孩的梦想了。

4、烟火

当女生激动的答应你之后,再搂着她的腰两个人一起看一次盛大的烟火晚会,在烟火的灿烂中许下你们对未来生活的美好愿望。

5、信

现在很多时候都用手机软件交流,所以亲自写一封信述说爱意更显得弥足珍贵。好好保存下来就是你们对彼此之间爱意的延续。

6、照片

在相爱的路上你们一定会留下许多珍贵的相片,将这些珍贵的相片收集起来做成一本相册或者自己挂在求婚的地方,女生看见这些就会想到你们俩之间走过的点点滴滴。

7、音乐

一首合适的音乐会让整个求婚现场变的更有气氛,也会让女主角更加的感动。如果男生有那个歌喉条件的话,亲自唱一首歌可能效果更好。

8、蛋糕

在求婚这么幸福甜蜜的时刻,一定要定一个甜蜜的蛋糕,蛋糕最好是应景的求婚主题的蛋糕,或者也可以在蛋糕上写下你们的名字。在所有的亲朋好友的见证下一起切开蛋糕,迎接甜蜜的婚姻生活。

篇课文介绍了科学家探索地球之外是否有生命存在的艰难历程,说明到目前为止,地球之外是否有生命存在,仍然是一个未解的谜。

课文从古代神话讲起,引出了“地球之外的太空中是否有生命存在”这个问题;接着概括地说明,从理论上猜测,地球绝不是有生命存在的唯一天体,但是至今尚未找到另外一颗有生命的星球;然后具体地介绍了科学家探索的历程(先研究了生命存在必须具备的条件;再根据这些条件对太阳系除地球之外的其他行星进行了分析,得出了太阳系中唯一有可能存在生命的星球是火星;然后利用宇宙飞船对火星作近距离的观测,又让宇宙飞船在火星登陆,进行了一系列的分析测试);最后说明,人们至今尚未在地球之外的太空中找到生命,但科学家仍然相信那里存在着生命,因此,地球之外是否有生命存在,仍然是一个谜。

选编这篇课文的主要意图,是通过阅读理解,学习科学家追求真知、不断探索的精神,激发学生爱科学、学科学、探索宇宙奥秘的兴趣,领悟作者采用分析、比较、排除的方法说明问题的表达方法。

科学家根据生命存在的条件探索火星的情况及其成果,是教学这篇课文的重点;学生对有关生命科学的理论、术语的理解是教学这篇课文的难点。

二、学习目标

1认识“酶、碳、冥、磁”4个字。

2正确、流利、有感情地朗读课文。

3读懂课文,了解课文围绕“地球之外是否有生命存在”这一问题讲了些什么,培养爱科学、学科学的兴趣和探索未知的好奇心。

三、教学建议

1课前,教师要了解银河系、太阳系、火星、生命科学等方面的知识,可制作有银河系、太阳系、火星的教学课件。学生可阅读《小学生十万个为什么》,了解与课文内容相关的知识,为理解课文内容作准备。

2这是一篇介绍科学家探索宇宙生命的科普文章。教学时,教师要让学生进行充分的自学,然后组织学生交流学习收获,提出不明白的问题。在此基础上,师生共同进行梳理归纳,确定重点讨论的问题。

(1)天体上可能存在生命的条件。这个方面的内容写得比较详细,学生阅读理解后,教师引导学生用自己的话说一说。学生对这部分内容的理解,是学习其他内容的重要前提和基础。

(2)科学家探索火星上有无生命的情况及其结论。这是学习这篇课文的重点。教学时,先引导学生认真阅读课文,弄清科学家对火星探索的历程,然后再理解科学家经过观测分析得出的结论:“在火星上生命难以生存”“在飞船着陆的地区,火星表面没有生命存在”。组织学生讨论这个问题的时候,一定要让学生搞清楚,科学家一开始认为火星上有生命存在,是根据生命存在的条件作出的推测;后来得出的结论,是根据宇宙飞船探测到的事实作出的科学判断,从而培养学生科学的思维方法。

(3)地球之外的太空中到底有没有生命存在。这个问题课文没有作出明确的回答。教师要组织学生结合课文内容进行充分讨论,激发学生热爱科学、追求真知的兴趣。教学时,可引导学生从以下两个方面思考:一是科学家的探测只证明火星表面没有生命存在,而未探测出火星岩层中有无生命存在,科学家的疑问“生命物质是否会存在于火星的岩层之中呢”明确告诉了我们这一点;二是科学家通过对落到地球上的一些陨石的分析,发现太空有有机分子存在,所以,科学家仍然相信“在太空中存在着生命”。因此,文章最后说“地球之外是否有生命存在,是人类一直探索的宇宙生命之谜”。

3课后可组织学生开展一次语文实践活动。教师可布置学生搜集古今中外人类探索宇宙奥秘的文章、,以“宇宙的奥秘”为主题举办一次文章、展览,激发学生学科学、用科学的兴趣。

4对课文中出现的科学术语,如对学生理解课文没有太大影响,教学时可不涉及;如对读懂课文有较大影响,或学生要求解释的,教师可做通俗的解说。

四、参考资料

银河系银河系包含几千亿颗星体,我们的太阳就是其中之一。银河系里大多数恒星集中在一个扁盘状的空间范围内,好像一个铁饼。扁盘密集部分的直径约为八万光年。太阳距离银河中心约三万光年。银河系有三个主要组成部分:银盘、银核和银晕。

太阳系太阳系是一个巨大的天体系统,主要包括太阳和围绕着太阳旋转的九大行星,60多颗围绕着不同行星运转的卫星,数以万计的小行星、彗星、流星体,以及行星际气体和尘埃物质。

火星火星是太阳系九大行星之一,按离太阳由近及远的次序为第四颗,它的体积在太阳系中居第七位。由于火星上的岩石、砂土和天空是红色或粉红色的,因此这颗行星又常被称作“红色的星球”。

蛋白质是一切生物细胞的重要组成部分。没有蛋白质,就没有生命。鸡蛋中的蛋白,是蛋白质的一种。牛肉、猪血、黄瓜、大豆、面粉中,都含有不同数量的蛋白质。在人体中,内脏、肌肉、血液、皮肤、骨骼、毛发中均含有蛋白质。

酶酶是生物体的细胞产生的有机胶状物质,由蛋白质组成。作用是加速有机体内进行的化学变化,如促进体内的氧化作用、消化作用等。

二氧化碳无色无臭的气体,空气中含量约为0�04%。动物呼吸时,吸入氧气,呼出二氧化碳;绿色植物进行光合作用时,放出氧气,吸入二氧化碳。

磁场传递物体间磁力作用的场。指南针指南就是地球磁场的作用。

臭氧层地球的外面包围的气体层,叫大气层。大气层分为对流层、平流层、中层、热层、外层等层次。平流层中臭氧集中的一层,叫臭氧层,距地面20—30公里。太阳射向地球的紫外线大部分被臭氧层吸收。臭氧层具有保护地球上的生物免遭紫外线过量辐射的作用。

紫外线波长比可见光短的电磁波。可使磷光和荧光物质发光,能透过空气,有杀菌能力,对眼睛有伤害作用。

宇宙线也叫宇宙射线。从宇宙空间辐射到地球上的射线。能量极大,穿透力比爱克斯射线和丙种射线更强。

杜海涛沈梦辰参加《女儿们的恋爱》节目,让大家知道了他们恋情的甜蜜,六七年的恋爱让两人行动非常的默契,而节目播出后,大家最好奇的是恋爱这么长时间什么时候结婚啊?这不在《女儿们的恋爱》最新一期节目中,身穿西装的杜海涛求婚沈梦辰了,还是突袭,现场真的很甜蜜。

在《女儿们的恋爱》中杜海涛沈梦辰是四对嘉宾里面真实的情侣,互动就更加的真实,给正在恋爱的情侣们提供了很多的建议,尤其是杜海涛作为称职的男友,小到喝水保持温度刚刚好的细节,都把女友沈梦辰照顾的妥妥当当,因此大家都说羡慕这样子的恋爱。

在新一期的节目中沈梦辰与杜海涛两个人一起吃着火锅聊着天,可以说是非常惬意,随着酒水越喝越多,两个人的话题也是不断深入,甚至已经说到了结婚以后的事情。在此期间杜海涛也是明里暗地提醒沈梦辰关于家庭的问题,就连观察里的傅爸爸也说这是杜海涛在向沈梦辰求婚啊。但是沈梦辰一直在躲闪这个话题,甚至一直不说话只是盯着杜海涛,后来杜海涛也明白了,立马说句:喝多了,乖乖!想要岔开这个话题。

而网友们对于沈梦辰这个反应也是疑惑不解,因为看过节目的朋友们都明白沈梦辰对于杜海涛的浓浓爱意,观众们都以为沈梦辰听到杜海涛的话之后,应该是满心欢喜,一口答应才是,没想到现实却是如此残酷。

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  当一张宇宙深处星云的照片呈现在面前的时候,我们会为宇宙的博大神奇感到震撼,要问这种照片是怎么来的,一般人都知道,这是望远镜拍摄的,但是,很多人不知道,这是望远镜在长期曝光的状态中拍摄出来的。

  要想使用望远镜直接看到照片上的绚丽场景,那是不可能的,在那片刻之间,我们的眼睛能接受到的光子太少,基本上啥都看不到。为了尽可能多地接受更多的光子,人们尽量把望远镜的镜片造的更大,更大的镜片有助于接受来自遥远星体的光子。

  其实还有另一种方式,那就是长期曝光。

  在照相的时候,按下快门,只需要不到一秒钟,一张照片就出现在我们眼前。就在这一小段时间之内,光线会从镜头钻进来,照在感光元件上边,感光元件上几千万的感光点就会记录照到它上边的光子。

  一张完美的照片,必须要有正确的曝光量,如果进光量太大,照片就会白花花一片,晚上变成了白天。如果进光量太小,照片就会黑乎乎的,所以控制曝光时间是非常重要的。

  对于天文照片来说,因为星空太暗弱,就需要长时间的曝光,曝光时间越长,得到的光子越多,照片也就越清晰完美。

  大型天文望远镜拍摄的照片,都是在长时间的曝光状态下得到的,长达几个小时,这也只是得到了一个目标的清晰照片。

  对于遥远宇宙深处的暗弱天体,它几乎看不到,或者说就是一片黯淡,这就必须要经过更长时间的曝光。只要时间足够长就会发现,那里并不是一无所有,那里也有很多天体,宇宙深处的天体一般都需要长时间的曝光才能呈现出来。

  2004年,哈勃望远镜对着南天的天炉星座的空白区拍摄,曝光长达几个小时,得到了哈勃深空场照片HUDF,照片中呈现上千个暗淡的极遥远星系,它们密密麻麻,成为当时最深远的宇宙图像。

  十年以后,哈勃再次把镜头对准南天的一小片夜空,持续观测了50天,累计曝光时间超过200万秒,这么长时间的曝光拍摄了另一张XDF视场,这是多个照片拼合而成的,让我们看到更加清晰的宇宙深处。

黑洞简介

  广义相对论预言的一种特别致密的暗天体[1]。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=30×10^8m/s)在内的任何物质只能进去而无法逃脱。形成黑洞的星核质量下限约3倍太阳质量,当然,这是最后的星核质量,而不是恒星在主序时期的质量。除了这种恒星级黑洞,也有其他来源的黑洞——所谓微型黑洞可能形成于宇宙早期,而所谓超大质量黑洞可能存在于星系中央。(参考:《宇宙新视野》)黑洞可以经由电子仪器观查到。

  黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。虽然这么说,但黑洞还是有它的边界,即“事件视界(视界)”。据猜测,黑洞是死亡恒星的演化物,是在特殊的大质量超巨星坍缩时产生的。另外,黑洞必须是一颗质量大于钱德拉塞卡极限的恒星演化到末期而形成的,质量小于钱德拉塞卡极限的恒星是无法形成黑洞的。(有关参考:《时间简史》——霍金著和《果壳中的宇宙》——霍金著)

  ■物理学观点的解释 黑洞其实也是个星球,只不过它的密度极大,靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样)。对于地球来说,以第二宇宙速度来飞行就可以逃离地球,但是对于黑洞来说,它的第二宇宙速度之大,竟然超越了光速,光速已经是极限速度了。所以连光都跑不出来,于是射进去的光没有反射回来,我们的眼睛就看不到任何东西,只是黑色一片。

  ■是否存在黑洞 黑洞可能是宇宙中最神秘的地方,自从黑洞理论提出以来,爱因斯坦和霍金都肯定了黑洞的存在,绝大多数科学家都致力于寻找黑洞确切存在的证据来完善黑洞理论,美国航空航天局甚至要给附近的黑洞做“人口普查”。但是,有一批美国科学家目前却提出全新的看法,认为所谓的黑洞根本是子虚乌有。

  黑洞动力学

  为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界,我们需要讨论广义相对论。

  ■广义相对论相关

  广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说,适用于行星、恒星,也适用于“黑洞”。爱因斯坦在1916年提出来的这一学说,说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变。简言之,广义相对论说物质弯曲了空间,而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。 

  再让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的。首先,考虑时间(空间的三维是长、宽、高)是现实世界中的第四维[2](虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向,但我们可以尽力去想象)。其次,考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。 

  爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景:石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些,虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的,但其中央仍稍有下凹。如果在弹簧床中央放置更多的石块,则将产生更大的效果,使床面下沉得更多。事实上,石头越多,弹簧床面弯曲得越厉害。 

  同样的道理,宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样,质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害地多。 

  如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动,它将沿直线前进。反之,如果它经过一个下凹的地方 ,则它的路径呈弧形。同理,天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进,而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。 

  现在再来看看黑洞对于其周围的时空的影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞。自然,石头将大大地影响床面,不仅会使其表面弯曲下陷,还可能使床面发生断裂。类似的情形同样可以宇宙出现,若宇宙中存在黑洞,则该处的宇宙结构将被撕裂。这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点。 

  现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去。正如一个滚过弹簧床面的网球,会掉进大石头形成的深洞一样,一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获。而且,若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量。 

  我们已经说过,没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量。著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度,有一个比其周围环境要高一些的温度。依照物理学原理,一切比其周围温度高的物体都要释放出热量,同样黑洞也不例外。一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量,黑洞释放能量称为:“霍金辐射”。黑洞散尽所有能量就会消失。 

  处于时间与空间之间的黑洞,使时间放慢脚步,使空间变得有弹性,同时吞进所有经过它的一切。1969年,美国物理学家约翰·阿提·惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”。 

  我们都知道因为黑洞不能反射光,所以看不见。在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的。但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑。通过科学家的观测,黑洞周围存在辐射,而且很可能来自于黑洞,也就是说,黑洞可能并没有想象中那样黑。霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子,这些粒子在太空中成对产生,不遵从通常的物理定律。而且这些粒子发生碰撞后,有的就会消失在茫茫太空中。一般说来,可能直到这些粒子消失时,我们都未曾有机会看到它们。 

  霍金还指出,黑洞产生的同时,实粒子就会相应成对出现。其中一个实粒子会被吸进黑洞中,另一个则会逃逸,一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样。对观察者而言,看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样。 

  等恒星的半径小于一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指任何物质一旦掉进去,就再不能逃出,包括光。实际上黑洞真正是“隐形”的.(其实黑洞也不是隐形,因为“隐形"是指光可以通过该物体。而光不能通过黑洞。)

  黑洞的特殊

   与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。形象地讲,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。

  更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背!

  “黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提出。不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。

  黑洞的划分

  ■划分一

  按组成来划分,黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞,二是物理黑洞。

  暗能量黑洞

  暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量组成,它内部没有巨大的质量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋转,其内部产生巨大的负压以吞噬物体,从而形成黑洞,详情请看“宇宙黑洞论”。暗能量黑洞是星系形成的基础,也是星团、星系团形成的基础。

  物理黑洞

  物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时,我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大,可以有太阳系那般大。它的比起暗能量黑洞来说体积非常小,它甚至可以缩小到一个奇点。

  ■划分二

  1972年,美国普林斯顿大学青年研究生贝肯斯坦提出黑洞"无毛定理":星体坍缩成黑洞后,只剩下质量,角动量,电荷三个基本守恒量继续起作用。其他一切因素("毛发")都在进入黑洞后消失了。这一定理后来由霍金等四人严格证明。 

  由此,根据黑洞本身的物理特性,可以将黑洞分为以下四类。

  (1)不旋转不带电荷的黑洞。它的时空结构于1916年由施瓦西求出称施瓦西黑洞。 

  (2)不旋转带电黑洞,称R-N黑洞。时空结构于1916-1918年由Reissner(赖斯纳)和Nordstrom(纳自敦)求出。 

  (3)旋转不带电黑洞,称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出。 

  (4)一般黑洞,称克尔-纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。   

黑洞的吸积

  黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的,这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时,它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据。数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的。

  天体物理学家用“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动。吸积是天体物理中最普遍的过程之一,而且也正是因为吸积才形成了我们周围许多常见的结构。在宇宙早期,当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系。即使到了今天,恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂,进而通过吸积周围气体而形成的。行星(包括地球)也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的。但是当中央天体是一个黑洞时,吸积就会展现出它最为壮观的一面。然而黑洞并不是什么都吸收的,它也往外边散发质子

  黑洞的毁灭

  ■萎缩直至毁灭

  黑洞会发出耀眼的光芒,体积会缩小,甚至会爆炸。当英国物理学家史迪芬霍金于1974年做此预言时,整个科学界为之震动。

  霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃,他结合了广义相对论和量子理论。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(参考霍金的《时间简史》,我们可以认定一对粒子会在任何时刻、任何地点被创生,被创生的粒子就是正粒子与反粒子,而如果这一创生过程发生在黑洞附近的话就会有两种情况发生:两粒子湮灭、一个粒子被吸入黑洞。“一个粒子被吸入黑洞”这一情况:在黑洞附近创生的一对粒子其中一个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,正粒子携带正能量,而反粒子的所有运动过程可以视为是一个正粒子的为之相反的运动过程,如一个反粒子被吸入黑洞可视为一个正粒子从黑洞逃逸。这一情况就是一个携带着从黑洞里来的正能量的粒子逃逸了,即黑洞的总能量少了,而爱因斯坦的公式E=mc^2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。这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计,因为大黑洞辐射的比较慢,而小黑洞则以极高的速度辐射能量,直到黑洞的爆炸。 

  黑洞与地球

   黑洞没有具体形状,你也无法看见它,只能根据周围行星的走向来判断它的存在。也许你会因为它的神秘莫测而吓的大叫起来,虽然它有强大的引力但与此同时这也是判断它位置的一个重要证据,就算它的“正式边界”还离我们很远,我们也没有任何手段能够挽救(除非我们能够在受到它的引力作用前抛弃地球,但是科学不是科幻小说,抛弃地球的可能性在未来很长一段时间内仍然十分渺茫)。这也是人类研究它的原因之一。

  恒星,白矮星,中子星,夸克星,黑洞是依次的五个密度当量星体,密度最小的当然是恒星,黑洞是物质的终极形态,黑洞之后就会发生大爆炸,能量释放出去后,又进入一个新的循环

  黑洞的密度

  黑洞是密度超大的星球,吸纳一切,光也逃不了(现在有科学家分析,宇宙中不存在黑洞,这需要进一步的证明,但是我们在学术上可以存在不同的意见) 

  补注:在空间体积为无限小(可认为是0)而注入质量接近无限大的状况下,场无限强化的情况下黑洞真的还有实体存在吗?或物质的最终结局不是化为能量而是成为无限的场?

[编辑本段]黑洞的提出

  1967年,剑桥的一位研究生约瑟琳贝尔发现了天空发射出无线电波的规则脉冲的物体,[ Astronomy ] The Black Hole这对黑洞的存在的预言带来了进一步的鼓舞。起初贝尔和她的导师安东尼赫维许以为,他们可能和我们星系中的外星文明进行了接触!我的确记得在宣布他们发现的讨论会上,他们将这四个最早发现的源称为LGM1-4,LGM表示“小绿人”(“Little Green Man”)的意思。然而,最终他们和所有其他人都得到了不太浪漫的结论,这些被称为脉冲星的物体,事实上是旋转的中子星,这些中子星由于在黑洞这个概念刚被提出的时候,共有两种光理论:一种是牛顿赞成的光的微粒说;另一种是光的波动说。我们现在知道,实际上这两者都是正确的。由于量子力学的波粒二象性,光既可认为是波,也可认为是粒子。在光的波动说中,不清楚光对引力如何响应。但是如果光是由粒子组成的,人们可以预料,它们正如同炮弹、火箭和行星那样受引力的影响。起先人们以为,光粒子无限快地运动,所以引力不可能使之慢下来,但是罗麦关于光速度有限的发现表明引力对之可有重要效应。

  英文黑洞 [拼音] [hēi dòng] 1783年,剑桥的学监约翰·米歇尔在这个假定的基础上,在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表了一篇文章。他指出,一个质量足够大并足够紧致的恒星会有如此强大的引力场,以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出的光,还没到达远处即会被恒星的引力吸引回来。米歇尔暗示,可能存在大量这样的恒星,虽然会由于从它们那里发出的光不会到达我们这儿而使我们不能看到它们,但我们仍然可以感到它们的引力的吸引作用。这正是我们现在称为黑洞的物体。

  事实上,因为光速是固定的,所以,在牛顿引力论中将光类似炮弹那样处理实在很不协调。(从地面发射上天的炮弹由于引力而减速,最后停止上升并折回地面;然而,一个光子必须以不变的速度继续向上,那么牛顿引力对于光如何发生影响呢?)直到1915年爱因斯坦提出广义相对论之前,一直没有关于引力如何影响光的协调的理论。甚至又过了很长时间,这个理论对大质量恒星的含意才被理解。

  黑洞的探索互相旋转的黑洞 1928年,一位印度研究生——萨拉玛尼安·钱德拉塞卡——乘船来英国剑桥跟英国天文学家阿瑟爱丁顿爵士(一位广义相对论家)学习。(据记载,在本世纪20年代初有一位记者告诉爱丁顿,说他听说世界上只有三个人能理解广义相对论,爱丁顿,然而,钱德拉塞卡意识到,不相容原理所能提供的排斥力有一个极限。恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速。这意味着,恒星变得足够紧致之时,由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小。钱德拉塞卡计算出;一个大约为太阳质量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。(这质量现在称为钱德拉塞卡极限。)苏联科学家列夫•达维多维奇•兰道几乎在同时也得到了类似的发现。

  这对大质量恒星的最终归宿具有重大的意义。如果一颗恒星的质量比钱德拉塞卡极限小,它最后会停止收缩并终于变成一颗半径为几千英里和密度为每立方英寸几百吨的“白矮星”。白矮星是它物质中电子之间的不相容原理排斥力所支持的。我们观察到大量这样的白矮星。第一颗被观察到的是绕着夜空中最亮的恒星——天狼星转动的那一颗。

  兰道指出,对于恒星还存在另一可能的终态。其极限质量大约也为太阳质量的一倍或二倍,但是其体积甚至比白矮星还小得多。这些恒星是由中子和质子之间,而不是电子之间的不相容原理排斥力所支持。所以它们被叫做中子星。它们的半径只有10英里左右,密度为每立方英寸几亿吨。在中子星被第一次预言时,并没有任何方法去观察它。实际上,很久以后它们才被观察到。

  另一方面,质量比钱德拉塞卡极限还大的恒星在耗尽其燃料时,会出现一个很大的问题:在某种情形下,它们会爆炸或抛出足够的物质,使自己的质量减少到极限之下,以避免灾难性的引力坍缩。但是很难令人相信,不管恒星有多大,这总会发生。怎么知道它必须损失重量呢?即使每个恒星都设法失去足够多的重量以避免坍缩,如果你把更多的质量加在白矮星或中子星上,使之超过极限将会发生什么?它会坍缩到无限密度吗?爱丁顿为此感到震惊,他拒绝相信钱德拉塞卡的结果。爱丁顿认为,一颗恒星不可能坍缩成一点。这是大多数科学家的观点:爱因斯坦自己写了一篇论文,宣布恒星的体积不会收缩为零。其他科学家,尤其是他以前的老师、恒星结构的主要权威——爱丁顿的敌意使钱德拉塞卡抛弃了这方面的工作,转去研究诸如恒星团运动等其他天文学问题。然而,他获得1983年诺贝尔奖,至少部分原因在于他早年所做的关于冷恒星的质量极限的工作。

  钱德拉塞卡指出,不相容原理不能够阻止质量大于钱德拉塞卡极限的恒星发生坍缩。但是,根据广义相对论,这样的恒星会发生什么情况呢?这个问题被一位年轻的美国人罗伯特•奥本海默于1939年首次解决。然而,他所获得的结果表明,用当时的望远镜去观察不会再有任何结果。以后,因第二次世界大战的干扰,奥本海默本人非常密切地卷入到原子弹计划中去。战后,由于大部分科学家被吸引到原子和原子核尺度的物理中去,因而引力坍缩的问题被大部分人忘记了。

  现在,我们从奥本海默的工作中得到一幅这样的图象:恒星的引力场改变了光线的路径,使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光锥是表示光线从其顶端发出后在空间——时间里传播的轨道。光锥在恒星表面附近稍微向内偏折,在日食时观察远处恒星发出的光线,可以看到这种偏折现象。当该恒星收缩时,其表面的引力场变得很强,光线向内偏折得更多,从而使得光线从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言,光线变得更黯淡更红。最后,当这恒星收缩到某一临界半径时,表面的引力场变得如此之强,使得光锥向内偏折得这么多,以至于光线再也逃逸不出去 。根据相对论,没有东西会走得比光还快。这样,如果光都逃逸不出来,其他东西更不可能逃逸,都会被引力拉回去。也就是说,存在一个事件的集合或空间——时间区域,光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者。现在我们将这区域称作黑洞,将其边界称作事件视界,它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。

  当你观察一个恒星坍缩并形成黑洞时,为了理解你所看到的情况,切记在相对论中没有绝对时间。每个观测者都有自己的时间测量。由于恒星的引力场,在恒星上某人的时间将和在远处某人的时间不同。假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内坍缩,按照他的表,每一秒钟发一信号到一个绕着该恒星转动的空间飞船上去。在他的表的某一时刻,譬如11点钟,恒星刚好收缩到它的临界半径,此时引力场强到没有任何东西可以逃逸出去,他的信号再也不能传到空间飞船了。当11点到达时,他在空间飞船中的伙伴发现,航天员发来的一串信号的时间间隔越变越长。但是这个效应在10点59分59秒之前是非常微小的。在收到10点59分58秒和10点59分59秒发出的两个信号之间,他们只需等待比一秒钟稍长一点的时间,然而他们必须为11点发出的信号等待无限长的时间。按照航天员的手表,光波是在10点59分59秒和11点之间由恒星表面发出;从空间飞船上看,那光波被散开到无限长的时间间隔里。在空间飞船上收到这一串光波的时间间隔变得越来越长,所以恒星来的光显得越来越红、越来越淡,最后,该恒星变得如此之朦胧,以至于从空间飞船上再也看不见它,所余下的只是空间中的一个黑洞。然而,此恒星继续以同样的引力作用到空间飞船上,使飞船继续绕着所形成的黑洞旋转。

  但是由于以下的问题,使得上述情景不是完全现实的。你离开恒星越远则引力越弱,所以作用在这位无畏的航天员脚上的引力总比作用到他头上的大。在恒星还未收缩到临界半径而形成事件视界之前,这力的差就已经将我们的航天员拉成意大利面条那样,甚至将他撕裂!然而,我们相信,在宇宙中存在质量大得多的天体,譬如星系的中心区域,它们遭受到引力坍缩而产生黑洞;一位在这样的物体上面的航天员在黑洞形成之前不会被撕开。事实上,当他到达临界半径时,不会有任何异样的感觉,甚至在通过永不回返的那一点时,都没注意到。但是,随着这区域继续坍缩,只要在几个钟头之内,作用到他头上和脚上的引力之差会变得

随着科技的发展,我们人类对于所在的银河系这个范围,已经有了一个不大不小的了解了。

我们所在的宇宙浩瀚无边,存在着无数个和银河系一般大小的星系。而在每一个像是银河系这么大的星系之中,又存在着数亿颗和我们地球一样大大小小的星球。可以说,宇宙之中到处都充满着神奇。不过,可惜的是,我们人类的技术还处于一个可以刚刚进入宇宙中探险的“儿童”阶段。只能在我们地球所在的一级恒星系之中探索,至于比太阳系大的银河系,甚至是银河系之外的大星系群,我们却是没有任何能力走出去。不过,说道这里,问题就来了。我们所在的太阳系直径范围才大约1光年,但是我们人类却只能在这1光年范围内活动,怎么都出不去。

那么,面对着直径高达20万光年的银河系,我们又是怎样拍摄到它的全部面貌的呢?我们平常所在网上浏览的银河系照片甚至是视频,又是怎么拍摄出来的呢?其实,这就要靠我们人类那无处不在的大智慧了。虽然我们人类出不去银河系外面,不能站在银河系远处观测银河系,但是可以根据一些观测到的数据,来用电脑构建合理的银河系模型。而银河系的模型,也并不是我们想象的那么难以构建。要知道,在宇宙之中的各个天体之间,都是有着非常空旷的一段距离。因为,透过这些空隙,科学家们就能看到银河系之中更加遥远的恒星已经其它的星球。然后,科学家们再次通过精度很高的天文仪器,测量一些恒星之间的距离和方位。然后,再次在电脑上,根据测量到的结果,以我们所在的地球为中心,进行建立三维模型。

慢慢的,随着测量到的恒星的数量的增多,我们所在的银河系的大致模型就出来了。最后,科学家们再研究银河系之外的星系,如仙女座这种和银河系差不多一般大的星系,通过大量的研究对比。再对于银河系模型的逐渐完善,一个大致的3D银河系模型就在电脑上成了。所以说,我们每天在网页上,浏览的看起来很真实的银河系照片,甚至是银河系视频,都是科学家们在电脑上合成的。至于想要观看真实的银河系照片,或者是真实的银河系运转视频,那是别妄想了。或许100年,甚至是几百年之后,我们人类可以走出银河系,站在离着银河系几十万光年远的地方对银河系进行拍摄,才能有希望看到!

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