宇宙探索100问

宇宙也有逃逸速度吗?各种天体都有它的逃逸速度,就是其表面上的物体摆脱其引力束缚而逃离它所需要的运动速度。我们知道,地球的逃逸速度为11.2千米/秒。太阳的逃逸速度为620千米/秒,黑洞的逃逸速度达30万千米/秒。一般认为宇宙没有边界,说宇宙中的物质逃离到别的地方去这样的问     

宇宙探索100问

91什么叫泡泡宇宙论?什么叫泡泡宇宙论?2我们知道,黑洞的边界叫视界。视界是光线能否逃逸的分界线。在视界以内,由于光线不能逃出,所以看不见,得不到内部的任何讯息。视界正是表面逃逸速度达到光速的星体尺度。经过数学技巧上的简化这个尺度r=2M为天体的质量。如果太阳的半径缩小到3千米,地球的半径缩小到1厘米,那么,它们表面上逃逸速度就达到了光速,即光线也不能逃逸出来了。由于这是德国物理学家卡尔·史瓦西在1915年首先计算出来的,所以叫史瓦西半径。在我们的宇宙中,光有一个能达到的最大距离(目泡泡宇宙是由暴涨宇宙理论产生的多宇宙…     

霍金：如何建造一台时间机器？

引力无穷的超大质量黑洞 恰恰在银河系中心，距离地球2．6万光年远的地方，拥有银河系中最重的天体——一个质量相当于400万个太阳的超大质量黑洞，在自身引力作用下，它被压缩为一个点。距离这个超大质量黑洞越近，遭遇的引力就越强。一旦距离其过近，连光线都无法逃脱而被吞噬。这样的超大质量黑洞对时间具有显著的影响，     

宇宙探索 十一、有关黑洞的科幻

黑洞望远镜和黑洞城市畅想其实,前面介绍的黑洞发电机、黑洞激光器,在目前来说,它们与黑洞望远镜和黑洞城市一样,都带有科幻的性质。这里,我们就来畅想黑洞望远镜、黑洞城市和其它黑洞科幻。望远镜的主要器件是透镜。所谓黑洞望远镜,就是用黑洞作透镜的望远镜。根据爱因斯坦广义相对论,一个恒星或星系发出的光,经过另一个引力强大的天体时,光线会发生弯曲。如果从这两个天体很远的正前方看去,在中间那个天体的周围,有日全食一样的光环,或形成后面那个天体的两个、甚至四个影像。在这里,中间那个引力强大的天体,正是起着透镜的效应,被称为“…     

宇宙中最怪异的东西

5.迷你黑洞 如果关于引力的一个新的激进理论“膜理论”是对的，那么会有数千个微小的黑洞分散在我们的太阳系．这些小黑洞都只有原子核的大小。和它们的大个同胞不同，这些迷你黑洞是大爆炸产生的，并且对时空的影响不同，因为它们和第五维时空密切相关。     

黑洞的前世今生

正宇宙中到底有没有黑洞?如果有,茫茫宇宙中黑洞又会在哪呢?直至今日,人类虽然无法直接观察到黑洞,但人们对黑洞的存在却是确信无疑的。"黑洞"概念的起源1783年,英国科学家约翰·米歇尔提出:存在比太阳质量更大的恒星,其逃逸速度超过光速,因此任何光都可以被这种恒星的引力拖拽回去,在那种     

众眼看宇宙

<正>超大质量黑洞的自旋黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种天体。这幅图片是一位艺术家所作,为我们展示了一个快速旋转的黑洞,它周围的吸积盘以及中心产生的喷流。从物理常识中,我们知道一个物体的运动速度过快,便会由于离心运动而四分五裂,但是黑洞却不会。虽然目前我们对它的最大自旋速度依然一无所知,但是理论物理学家预测,一个物体掉进快速旋转黑洞的时候,物质会以     

神秘的黑洞

黑洞是宇宙中一种非常奇特的天体。它那巨大的引力如饥似渴地不断吞噬宇宙物质，它的引力是如此之大，以至连宇宙中速度最快的光，也像孙悟空逃脱不了如来佛的手掌心那样，逃离不了黑洞。而且，它还穿着隐身衣，谁也看不见它，即使你用强光照射，用雷达探测，仍然探寻不到它的踪迹。科学家们把这种奇异天体比喻为宇宙中的“怪兽”。 　　其实黑洞并不是洞，不是深不见底的空洞，而是比铁、比铝要沉重得多的物质。那么为什么称之为黑洞呢 ?黑洞为什么会有如此神奇的魔力呢 ?这需要从引力谈起。我们都知道，即使是世界跳高冠军，也不可能一蹦…     

时间旅行的遐想

让我们设想这样的情况:一位航天员驾驶着宇宙飞船,以相对一位静止观察者240 000千米.秒的速度飞行的同时,飞船又以240 000千米/秒韵速度朝前方射出了一个物体.按照一般常识,静止观察者可以把两个速度相加得到被发射物体的速度,即480 000千米/秒.     

宇宙探索十八、暗物质的奥秘

暗物质寻踪顾名思义,暗物质就是看不见的物质。广义的暗物质包括不发可见光的行星、白矮星、黑洞等天体。这里所说的暗物质,是指除各种天体、星际气体、宇宙尘埃以外的,可能广泛地分布在宇宙空间的细小粒子。何以见得存在这种暗物质?我们知道,太阳系的质量98.68%集中在太阳身上,即集中在太阳系的中心。因此,水星、金星等离太阳近的行星,受到太阳的引力比海王星、冥王星等离太阳远的行星更强,它们必须以更高的速度绕太阳运行,以克服更强的引力。可是,我们在银河系和河外星系中却看不到这种现象,尽管星系中心集中了更多的恒星,还有巨大的黑洞,…     

MINI黑洞

能够将整个恒星都吸进去的黑洞是宇宙中最为暴虐的天体。大多数黑洞的质量都极为巨大。不过就像拳击比赛中也有轻量级选手一样，在宇宙深处也存在着质量很小的黑洞，但它们和其他黑洞一样暴虐。     

神秘的黑洞

<正>黑洞是怎样产生的?天文学家预言,当一个质量较大的恒星耗尽所有燃料后,会因自身的引力而坍塌,渐渐形成黑洞。恒星内部的引力会变得如此巨大,以至于它的密度越来越大,同时也使得星体内的引力不断增强。随着引力的增大,恒星的半径将小于引力半径。一旦越过这一点,恒星就会消失不见,只剩下自己的引力场!1939年,美国天体物理学家罗伯特·奥本海默和哈特兰·斯奈德用数学方法证明了这种变化的存在。     

读者园地

小小论坛 神秘的黑洞 茫茫宇宙中,有一种神秘的天体——黑洞。宇宙中的任何东西只要一靠近它,就会被它那极大的引力“魔掌”吸住,包括光。因此它才难以被人类发现,成为一种令天文学家们迷惑而诱人的天体。 虽然,黑洞人们是看不见它的,但是,经过科学家们长期不断地探索和研究,黑洞的面纱被渐渐揭开—— 黑洞就是某一密度极大的恒星的晚年所形成的。这种天体既然将光都能吸进去,那其密度必然大得惊人。假如,将太阳变成一个黑洞,半径就得大大缩     

引力陷阱中潜藏着行星杀手？

它们是被引力遗忘的角落。在那里，来自其他天体的引力会互相抵消，因此可以俘获住任何掉入其中的物体。这些引力陷阱也位于地球的轨道之上，一个在地球的前方，另一个则在地球的后方。天文学家将它们称为“拉格朗日点”，简写成L4和L5。你可以把它们想象成粘鼠板。     

世界空间高能天文发展展望

1引言 空间高能天文是空间天文中最先发展起来的、至今仍然非常活跃的一门学科。它研究涉及宇宙中最极端的一类天体——致密天体（包括白矮星、中子星和黑洞）的形成及其结构,星系中心超大质量黑洞的增长及其与星系的共同增长,高度相对论喷流、高能宇宙线粒子加速、宇宙中最高密度、最强压力、最强磁场、最强引力、最高真空等最极端状态下的物理规律,     

引力比光还快吗？

当两个天体彼此吸引时，引力沿着连接它们的直线方向发生作用，人们把这个方向称为径向。如果引力以光速传播的话，它进行得如此之慢，以致形成了与径向成直角的作用力。不过，这种横向力迫使由两个天体构成的系统围绕着它们共同的重心旋转，并在极快的时间内使两个天体相撞。这有些令人难以置信，更令人难以想象！     

第十颗行星之谜

其实太阳系的行星数目一直以来都是一个谜。很久以前,天文界只知道共有6大行星(即水星、金星、地球、火星、木星、土星)。随着天文学理论和观察技术的发展,到了1781年人们发现了天王星,可是对该星轨道的计算结果,总是跟实际的观测有出入。这个疑惑引起了当时天文界的争论。一方认为,万有引力定律的适用范围有限,在太阳至天王星这样的距离上,也许要修正了;另一方则把这个问题归结为,有一大天体存在于天王星近旁,正是这个未知天体对它施加的引力,才出现了该星的轨道异常。以后又有两位年轻的天文学家,各自独立地做了理论计算。1846年,人们在他…     

精确动力学模型中的行星引力辅助轨道设计

轨道设计分为初步设计和精确模型迭代两步,初步设计基于等效脉冲模型,用圆锥曲线拼接法确定时间窗口和引力辅助产生的速度脉冲。精确模型中引力辅助看作是一个连续的过程,将简化模型得到的引力辅助双曲线轨道化为行星心目标B平面参数,以地心逃逸速度作为设计变量,通过微分修正的方法进行求解。通过算例对比分析了简化模型和精确模型设计结果之间的关系,结果表明,引力辅助脉冲等效模型精度较好。     

黑洞探测奇观

如何探测黑洞这里只说恒星级黑洞和星系中心巨型黑洞的探测。它们不向外辐射电磁波,因此无法用各种望远镜对其直接进行探测。但它们总是要“进食”的,这为我们提供了最好的探测机会。许多恒星级黑洞都有巨大的伴星(它们原先是双星,后来其中一颗变成了黑洞),它是黑洞的食物来源,黑洞的强大引力猛烈地将伴星的气体吸引过来,离黑洞越近,速度越快。不过,被吸引过来的气体并不直接落向黑洞,而是绕黑洞旋转,形成一个旋涡,叫“吸积盘”。盘的外边缘的气体温度较低,在旋转着靠近黑洞的过程中,温度不断升高,在接近落向黑洞的内边缘时,达到几亿度。还…     

基于卫星自旋的纯引力轨道万有引力干扰抑制

一个称为“内卫星”的验证质量块位于外卫星的内部空腔中,不与外卫星接触而自由飞行,由于外卫星的屏蔽,其不受大气阻力、太阳光压等干扰作用,沿着纯引力轨道飞行。外卫星会对内卫星产生万有引力作用,是内卫星纯引力轨道的主要残余干扰。根据卫星相对运动动力学方程,建立了万有引力干扰对内卫星纯引力轨道影响的分析模型;基于将外卫星绕轨道面法向旋转以调制万有引力的策略,建立了外卫星自旋对万有引力干扰影响的抑制模型。以内编队纯引力飞行系统为例,对比计算了外卫星有无自旋时万有引力干扰对内卫星纯引力轨道的影响。基于模型的分析表明,外卫星自旋能够显著抑制万有引力干扰对内卫星纯引力轨道的长期影响;实例计算表明,万有引力干扰的天长期影响能够降低5~7个数量级。