星系核中的黑洞

黑洞是根据严谨的物理规律预言的一种奇特天体.Laplace在1798年根据牛顿引力理论,Oppenheimer和 Snyder在1939年恨据广义相对论都预言了黑洞的存在.黑洞是可以依不同途径形成的.三十多年来对黑洞的研究工作,主要集中在晚期恒星的引力坍缩这样一条途径上.这样形成的黑洞,其质量只比太阳大几倍.近年来,为了解释有关星团、星系核和类星体的一些现象,讨论过极大质量的天体经引力坍缩形成黑洞的途径.例如,Lynden-Bell等[1,2]基于对类星体空间密度的分析,提出了星系核就是类星体的中心部分引力坍缩后的产物,星系核中具有质量约为108M。的巨大黑…     

“暗宇宙”之谜

 夜幕降临,星光灿烂,银河、星斗与皎洁的月光交辉相映,编织出美丽的夜空,这就是我们从小获得的知识:恒星、星云、星系……构成的浩瀚宇宙。然而,这只是个错觉,我们的宇宙实际上是“暗无天日”的,这就是2003年过去一年最新的科学成就:宇宙是黑暗的,或者说是个“暗宇宙”(请参阅封二精美彩图)。什么是暗宇宙?那是指组成宇宙的绝大多数物质和能量是不可见的,发光的物质和辐射只占宇宙物质的极小部分,这种不可见的物质和能量称为暗物质和暗能量。根据最新的测量,暗能量和暗物质合计占宇宙质量密度的96%,而我们熟知的恒星、星系等发光物质或重子物质仅仅只占4%。     

暗物质不会全是黑洞

正搜寻超新星的引力透镜(黑洞为透镜天体)事件无果而终。研究人员因此得出结论:黑洞无法解释宇宙中所有的暗物质。暗物质约占宇宙物质的85%。人们很早就怀疑它就是黑洞,但尚不清楚黑洞总质量能否足以解释所有的暗物质。最近,有关超新星的一项研究给出否定的答案。若视线附近有一颗质量足够大的黑洞,超新星看起来会显得更亮,从而显露黑洞的存在(图1)。加州大学的Zumalacárregui     

银河系中心发现暗物质

构成宇宙的大部分物质是暗物质,而我们只能感受到它的引力,却看不到。20世纪70年代,天文学家鲁宾(Vera Rubin)提出螺旋星系边缘远离中心区域的恒星运动得比其应有的速度更快,从而发现了暗物质。这意味着星系周围的"光晕"中存在着某种不可见的质量。但是物理学家们不能确定是所有暗物质都在边缘,还     

暗物质依然存在着

暗物质是神秘的不可见的物质,约占宇宙物质中的83％．暗物质使处于高速旋转的星系免于飞散,对暗物质的研究有助于我们了解宇宙的结构是如何形成的．     

《引力塌缩型超新星爆发机制及计算天体物理的相关问题》国际研讨会在上海召开

超新星是某些恒星演化到末期时灾变性的爆发,是宇宙中已知的最猛烈的爆发现象之一。爆发结果或是将恒星物质完全抛散,成为超新星遗迹,或是抛射掉大部分质量,核心遗留下的物质坍缩为中子星或黑洞。在爆炸瞬间以及在爆炸后观测到的现象涉及到多种物理机制,例如中微子和引力波发射、燃烧传播及爆炸核合成、放射性衰变等。     

超亮X射线源与中等质量黑洞

超亮X射线源是在邻近星系中发现的一类特殊的辐射X射线的天体.它们类似银河系中的黑洞双星,但却具有更高的亮度,因此可能包含更高质量的黑洞.即所谓的中等质量黑洞.中等质量黑洞并不像恒星级质量黑洞一样,可以是大质量恒星演化未期核塌缩的产物,因此在天体物理中具有重要意义.文章描述了超亮X射线源的一些基本性质,综述了近年来对这些源多波段观测的重要结果,以及这些结果对这些天体本质的暗示.     

打压替代引力

正众所周知,爱因斯坦广义相对论描述万有引力,但一些试图替代相对论的引力理论也声称其合理性。不过,依据中子星并合时发出的引力波和电磁波观测,理论家们最近严格约束了这些替代引力。广义相对论(简称GR)非常成功地描述万有引力,覆盖行星、恒星、黑洞、星系等若干层次。GR预言宇宙的膨胀,但也有个短板:如何解释宇宙的加速膨胀。鉴于所有辐射、可见物质和暗物质等都施加向内"拽"的力,宇宙理应减速     

恒星质量“种族隔离”理论得到证实

美国哈勃太空望远镜找到了迄今最有力的证据，证明星系中的球状星团是依照质量大小来选择恒星的，即质量较大的恒星逐步移向球状星团的核心部位，而质量较小的恒星则加速运动到球状星团的边缘．这一现象在学术上称为质量“种族隔离”，过去科学家只是猜想它存在于宇宙中，却从来没有直接观测到。     

寻找黑洞

恒星在死亡时将发生什么变化？这是天文学上一个非常自然的问题．自从３０年代以来，已经提出了各种理论来回答这一问题。这些理论预言有超新星、白矮星、中子星和黑洞的存在，前两个已是现在比较熟悉的天体了．１９６８年发现了脉冲星，它被证认为比寻常恒星致密得多、引力场强得多的自转中子星．可是大质量恒星在中子星状态也不可能是稳定的，它的末期演化到什么状态？有没有比中子星更致密、引力场更强的天体存在？这些问题都涉及到这些预言中最奇特、最不易理解的黑洞概念． 什么是黑洞呢？简单地说，黑洞就是一个其逃逸速度超过光速的…     

宇宙中暗物质分布的线索

正暗物质占宇宙物质的85%。天文学和宇宙学观测表明,暗物质影响着宇宙的演化,在星系的分布及宇宙大尺度结构中留下其印记。近来,意大利Turin大学的Ammazzalorso、斯坦福大学的Daniel及其同事探测到了一种信号,可用来揭示暗物质的性质。研究团队将暗能量巡天(DES)与费米大面积望远镜(LAT)的观测结果相比较,发现引力透镜位置与γ射线位置之间重要的     

2012年,参宿四会爆炸吗?

恒星是宇宙的基本组成单元,中小质量的恒星(如太阳)占绝大部分.中小质量的恒星演化到最后,外壳被损失掉,成为漂亮的行星状星云,而恒星的核则成为白矮星.大质量恒星演化到最后会发生超新星爆炸,产生巨大的能量,留下一个中子星或黑洞.参宿四是一颗大质量恒星,种种迹象表明,它将发生超新星爆炸,但在2012年爆炸的可能性微乎其微,天上不会出现两个"太阳",也不会对地球上人们的生活产生实质性的影响.     

双星盘暗物质

美国的研究人员推测,存在着一种的新型的暗物质,这种暗物质可与普通物质发生强烈相互作用,形成大的光盘,覆盖在星系上。宇宙中暗物质的数量至少相当于普通物质数量的4倍。一般认为,暗物质与普通物质的相互作用非常弱,从而形成围绕着星系的模糊的晕圈。新的研究认为,上述观点过分简单化了,实际上,一部分暗物质可能会与普通物质发生强烈的相互作用,因而可以在对宇宙射线的观测中探测到。     

发现暗物质存在的直接证据

美国天文学家宣布观测到暗物质．人们相信暗物质这种神秘的物质在宇宙中的总量约占宇宙总量的1／4，是“明物质”（普通物质）的5倍，在遥远的30亿光年之外有两个巨大的星系正在发生碰撞，美国NASA的钱德勒X射线望远镜和哈勃望远镜、欧洲南方天文台的超大望远镜和麦哲伦望远镜都在观察着这个壮丽的宇宙奇观，碰撞的能量非常巨大，以致使暗物质和明物质发生分离，这给了我们一个非常好的研究暗物质的机会，虽然科学家们至今仍在研究神秘的暗物质究竟以什么形态存在，但有确凿的证据显示这个宇宙中的物质大部分是暗物质。（相关论文将于近日在《天体物理杂志》发表）     

暗物质粒子探测

正天文观测发现,星系周围的物质和星系团中的星系运动速度很快。仅靠发光物质提供的引力无法束缚如此大速度的天体。于是科学家假设存在一种不发光但是能提供引力的物质,也就是暗物质。但是我们不知道暗物质粒子的质量,也不知道它是否参与其他类型的相互作用。所以各国科学家设计了多种类型的实验来寻找暗物质。暗物质实验可以分为直接探测、间接探测和对撞机探测这三种类型。对暗物质的研究,是当今天文学和物理学的研究热点。我国科学家也进     

相同质量的矮星系

试想象一下：把100个块头各不相同的人放到秤上,却发现他们体重一模一样!在观测与银河系相邻的一群微型星系时,天文学家们发现了跟上述情况同样莫名其妙的现象：不管各星系包含多少恒星,每个星系的质量都是相同的。这项发现或许可以揭示有关星系的形成,甚至有关被称为“暗物质”的那种神秘物质的特性。     

罕见中微子给“失踪的质量”设置了限值

目前,大多数天文学家认为宇宙正好横跨在有限和无限的界限上.恒星和星系等发光物质的质量总和远不能满足宇宙密度临界值的要求,因此应当存在着约10倍于发光物质总和的暗物质.这些暗物质是以其对亮物质的引力影响而被察觉的,但人们从未直接探测到它们.在许多形形色色的“失踪质量”中,两种奇异非重子粒子、中微子和弱作用质点(weakly iute-racting massive particles,简称 WIMPs) 是极可能的候选者.WIMPs指任何一种能够形成暗物质但作用不强的未知粒子的总称. 在美国南达科他州Homestake矿井深处,有两个探测中微子的装置.一个是由Brookh-…     

黑洞照亮宇宙——银河系中心黑洞及其物理意义

2020年度诺贝尔物理学奖颁发给为黑洞和超大质量致密天体做出突出贡献的三位科学家,他们分别从理论和观测上提供了令人信服的证明和证据。他们的工作打开了理解宇宙中大质量天体命运的窗口。人们普遍相信超大质量黑洞存在于每一个星系的中心,是这些黑洞照亮了再电离时期的宇宙,也是它们为揭开宇宙膨胀历史、暗能量宇宙演化性质、纳赫兹低频引力波等诸多谜团提供了十分强大的工具。预计未来5年内,反响映射和GRAVITY/VLTI联合观测将在以黑洞研究为支撑的领域取得重大进展。     

黑洞

正如太阳一样,绝大多数恒星都是靠耗内部的核燃料,释放能量以产生足够的压力来抵抗自身引力的。当经过足够长的时间后恒星耗尽内部的核能无法维持向外的压力,恒星就由于自身的引力开始坍缩．随着恒星的收缩其表面的引力场就变得越来越强大．物质想要从它逃逸所需的速度就不断增加．当坍缩到某一程度时,逃逸速度就大到了光速,以致光都无法逃离该星,也就是说从该恒星发出的光会被引力场拖曳口来．由狭义相对论知没有什么东西的速度能超过光速,这就意味着此时恒星上的任何东西都无法从该星逃逸．其结果就形成了一个黑洞．但需要强调的是…     

婴孩宇宙，黑洞的后裔

在这次讲演里,我想谈谈黑洞,和它的后裔──婴孩宇宙.掉进黑洞已成为科学幻想中的恐怖情节.实际上,黑洞可以说是真正的科学事实,而非科学幻想.我将说明,有很好的理由来预言黑洞的存在.观测证据有力地表明,在我们的星系里有若干黑洞,在别的星系里也有. 当然,科学幻想作家们最感兴趣的是:假如你掉进黑洞,将会发生什么.通常的设想是,黑洞在旋转,你可以穿过时空中的一个小孔,然后到达宇宙的另一区域.显然这增加了太空旅行的可能性.的确,我们需要这样的好事情,即在将来能够实现到别的星球(姑且不谈别的星系)旅行.否则,没有任何东西跑得比光快的事…