獵戶座亮星極多,其中最著名的就屬參宿四(Betelgeuse),它是紅超巨星,半徑在太陽(yáng)的倍間變化,如果把它放在我們的太陽(yáng)這個(gè)位置,外圍將超過(guò)木星。而半徑的變化使得它的光度也跟著變化,亮度會(huì)在0.4至1.3間變化。它距離我們約640光年,因?yàn)橛纸执螅顾蔀槌颂?yáng)之外,人類首度能解析出表面大小的恒星。參宿四已走入生命末期,推測(cè)在未來(lái)數(shù)百萬(wàn)年中,可能變成超新星。
天蝎座的主星。中國(guó)古代又稱大火,是東方蒼龍七宿中心宿的第二星,用來(lái)確定季節(jié)。“七月流火”即是大火星西行,天氣將寒之意。現(xiàn)代天文學(xué)之稱為“天蝎座α星”。
它是一個(gè)紅超巨星。它是一個(gè)光變明顯的半規(guī)則變星,并與一個(gè)藍(lán)色主序星組成一個(gè)
目視雙星系統(tǒng)。心宿二還是射電源。
黑洞由中心的一個(gè)由黎曼曲率張量出發(fā)構(gòu)建的標(biāo)量多項(xiàng)式在趨向此處發(fā)散的奇點(diǎn)和周圍的時(shí)空組成,其邊界為只進(jìn)不出的單向膜:事件視界,事件視界的范圍之內(nèi)不可見(jiàn)。依據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論,當(dāng)一顆垂死恒星崩潰,它將向中心塌縮,這里將成為黑洞,吞噬鄰近宇宙區(qū)域的所有光線和任何物質(zhì)。
黑洞的產(chǎn)生過(guò)程類似于中子星的產(chǎn)生過(guò)程:某一個(gè)恒星在準(zhǔn)備滅亡,核心在自身重力的作用下迅速地收縮,塌陷,發(fā)生強(qiáng)力爆炸。當(dāng)核心中所有的物質(zhì)都變成中子時(shí)收縮過(guò)程立即停止,被壓縮成一個(gè)密實(shí)的星體,同時(shí)也壓縮了內(nèi)部的空間和時(shí)間。但在黑洞情況下,由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過(guò)程無(wú)休止地進(jìn)行下去,連中子間的排斥力也無(wú)法阻擋。中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來(lái)的是一個(gè)密度高到難以想象的物質(zhì)。
由于高質(zhì)量而產(chǎn)生的引力,使得任何靠近它的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去。也可以簡(jiǎn)單理解為:通常恒星最初只含氫元素,恒星內(nèi)部的氫原子核時(shí)刻相互碰撞,發(fā)生聚變。由于恒星質(zhì)量很大,聚變產(chǎn)生的能量與恒星萬(wàn)有引力抗衡,以維持恒星結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。由于氫原子核的聚變產(chǎn)生新的元素——氦元素,接著,氦原子也參與聚變,改變結(jié)構(gòu),生成鋰元素。如此類推,按照元素周期表的順序,會(huì)依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成,直至鐵元素生成,該恒星便會(huì)坍塌。這是由于鐵元素相當(dāng)穩(wěn)定,參與聚變時(shí)釋放的能量小于所需能量,因而聚變停止,而鐵元素存在于恒星內(nèi)部,導(dǎo)致恒星內(nèi)部不具有足夠的能量與質(zhì)量巨大的恒星的萬(wàn)有引力抗衡,從而引發(fā)恒星坍塌,最終形成黑洞。說(shuō)它“黑”,是因?yàn)樗a(chǎn)生的引力使得它周圍的光都無(wú)法逃逸。跟中子星一樣,黑洞也是由質(zhì)量大于太陽(yáng)質(zhì)量好幾十甚至幾百倍以上的恒星演化而來(lái)的。
當(dāng)一顆恒星衰老時(shí),它的熱核反應(yīng)已經(jīng)耗盡了中心的燃料,由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣,它再也沒(méi)有足夠的力量來(lái)承擔(dān)起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開(kāi)始坍縮,物質(zhì)將不可阻擋地向著中心點(diǎn)進(jìn)軍,直到最后形成體積接近無(wú)限小、密度幾乎無(wú)限大的星體。而當(dāng)它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小于史瓦西半徑),質(zhì)量導(dǎo)致的時(shí)空扭曲就使得即使光也無(wú)法向外射出——“黑洞”就誕生了。
黑洞通常是因?yàn)樗鼈兙蹟n周圍的氣體產(chǎn)生輻射而被發(fā)現(xiàn)的,這一過(guò)程被稱為吸積。高溫氣體輻射熱能的效率會(huì)嚴(yán)重影響吸積流的幾何與動(dòng)力學(xué)特性。已觀測(cè)到了輻射效率較高的薄盤以及輻射效率較低的厚盤。當(dāng)吸積氣體接近中央黑洞時(shí),它們產(chǎn)生的輻射對(duì)黑洞的自轉(zhuǎn)以是中央延展物質(zhì)系統(tǒng)的流動(dòng)。吸積是天體物理中最普遍的過(guò)程之一,而且也正是因?yàn)槲e才形成了我們周圍許多常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)。在宇宙早期,當(dāng)氣體朝由暗物質(zhì)造成的引力勢(shì)阱中心流動(dòng)時(shí)形成了星系。恒星是由氣體云在其自身引力作用下坍縮碎裂,進(jìn)而通過(guò)吸積周圍氣體而形成的。行星(包括地球)也是在新形成的恒星周圍通過(guò)氣體和巖石的聚集而形成的。當(dāng)中央天體是一個(gè)黑洞時(shí),吸積就會(huì)展現(xiàn)出它最為壯觀的一面。黑洞除了吸積物質(zhì)之外,還通過(guò)霍金蒸發(fā)過(guò)程向外輻射粒子。
由于黑洞的密度極大,量/體積,為了讓黑洞密度無(wú)限大,而黑洞的質(zhì)量不變,那就說(shuō)明黑洞的體積要無(wú)限小,這樣才能成為黑洞。黑洞是由一些恒星“滅亡”后所形成的死星,它的質(zhì)量極大,體積極小。但黑洞也有滅亡的那天,按照霍金的理論,在量子物理中,有一種名為“隧道效應(yīng)”的現(xiàn)象,即一個(gè)粒子的場(chǎng)強(qiáng)分布雖然盡可能讓能量低的地方較強(qiáng),但即使在能量相當(dāng)高的地方,場(chǎng)強(qiáng)仍會(huì)有分布,對(duì)于黑洞的邊界來(lái)說(shuō),這就是一堵能量相當(dāng)高的勢(shì)壘,但是粒子仍有可能出去。
霍金還證明,每個(gè)黑洞都有一定的溫度,而且溫度的高低與黑洞的質(zhì)量成反比例。也就是說(shuō),大黑洞溫度低,蒸發(fā)也微弱;小黑洞的溫度高蒸發(fā)也強(qiáng)烈,類似劇烈的爆發(fā)。相當(dāng)于一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞,大約要年才能蒸發(fā)殆盡;相當(dāng)于一顆小行星質(zhì)量的黑洞會(huì)在1x10-21秒內(nèi)蒸發(fā)得干干凈凈。
當(dāng)黑洞的質(zhì)量越來(lái)越小時(shí),它的溫度會(huì)越來(lái)越高。這樣,當(dāng)黑洞損失質(zhì)量時(shí),它的溫度和發(fā)射率增加,因而它的質(zhì)量損失得更快。這種“霍金輻射”對(duì)大多數(shù)黑洞來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì),因?yàn)榇蠛诙摧椛涞谋容^慢,而小黑洞則以極高的速度輻射能量,直到黑洞的爆炸。
宇宙中,到處都是異常狂暴的天體。在他們面前,任何有機(jī)生命都不值一提。如果天體運(yùn)行導(dǎo)致文明毀滅,那會(huì)一點(diǎn)兒渣都不剩。
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