最初的梦想——我和物理之间的那点往事

正2015年9月14日,人类首次直接观测到来自宇宙深处两个黑洞并合撞击产生的引力波。这是第一个被激光干涉引力波天文台(LIGO)捕获的信号,经历漫漫时空13亿光年到达地球,验证了爱因斯坦一百多年前的预言,从此开启了引力波天文学一段激动人心的征程。2014年7月,我在澳大利亚墨尔本大学开始攻读物理PhD,加入LIGO科学合作组织,直接参与了     

月球来自一次正面撞击

 大约45.3亿年前, 一个火星大小的天体猛烈撞击地球, 形成年轻炽热的月球。但是这个过程是正面撞击还是侧面撞击呢?新的计算机模拟证明这是一次正面撞击, 而且比以前所设想的角度更陡, 速度更高。另外, 向太空中喷射出的地球碎片也远多于以往模型, 同时温度也更高。     

神秘的黑洞

 2010 年11 月16 日凌晨（北京时间）,美国宇航局对外公布了一则 “秘密”--该局最近发现的“异常物体”不是此前盛传的UFO（不明飞行物或称飞碟）,也不是外星人,而是地球附近一个年仅30 岁的黑洞。这个最年轻的黑洞是天文学家利用美国宇航局的钱德拉X 射线望远镜发现的,它为观测这类婴儿期天体提供了独一无二的机会。美国宇航局在当天记者会上发布的声明称,这个黑洞将能够帮助科学家更好地理解大质量恒星是如何爆炸的,恒星爆炸后留下的是黑洞还是中子星,以及我们银河系和其他星系黑洞的数量。     

月球的形成

天文学家认为 ,月球是由一个像火星般大小的物体撞入地球 ,将物质溅射到围绕地球的轨道上形成的 .这一撞击还把地球上一天的时间延长到现今的 2 4小时 .月球中的物质一部分来自地球 ,其余部分来自撞击体 .科学家们对撞击体的物质在月球中所占的比例做了估计 ,结果分歧很大 .进行地球化学研究得到的估计值从小于 1%到大于 5 0 % ,而大多数地球物理模型则预言这一比例在 5 0 %到 90 %的范围 .在德国的天文学家通过将月球与地球岩石样品的成分进行比较 ,计算出月球上来自碰撞物体的物质不超过月球的三分之一 .此外 ,他们还估计 ,月球至少是在 4…     

今日国外物理

 1 美学者宣称黑洞存在可望得到证实据合众国际社报道,美国天文学学会在一次会议上公布了哈勃太空望远镜拍摄的壮观照片,证实在一个遥望星系的中心处,有一个巨大黑洞正把星体吸进去,喷发出由辐射与热气组成的湍流.在这幅哈勃照片上还发现:在M-87星系中心有一个星体凝聚和象点那样的亮光源,距地球5200万光年;若其速度符合理论预测,那将最终证明黑洞的存在.     

预防小行星撞击地球

 20世纪50年代以后，科学界出现了一种新的说法，认为6500万年前的白垩纪末期，一颗直径约10公里的小行星撞击了地球，造成了恐龙等生物大灭绝。1980年，美国阿尔瓦雷斯等人根据意大利一古地层中铱含量异常，明确提出小行星撞击地球造成恐龙绝灭假说。从那时以来，小行星（以及彗星）愈来愈引起科学家和公众的强烈关注。1993年4月，在意大利名叫埃里斯的地方召开了一次专门的国际会议，主要探讨近地小天体可能撞击地球的问题，当时有包括中国在内的10多个国家的60来位科学家参加，会议最后通过并发表了著名的《埃里斯宣言》，以唤起世界人民对近地小天体对地球有潜在威胁的关注。     

基于普通物理分析LIGO引力波数据

LIGO小组首次直接探测到双黑洞并合过程中产生的引力波辐射,打开了观测宇宙的一个全新窗口.本文利用牛顿力学,量纲分析,以及将引力波与电磁波类比等方法分析了LIGO小组观测到的引力波数据.这些简单的分析能够解释LIGO数据的主要物理结论,估算结果在数量级上与LIGO数据基本一致.本文对黑洞质量,引力波源到地球的距离,双黑洞并合前的初始距离,以及辐射的总能量等参数的估算与LIGO和VIRGO小组给出的结论基本一致.(2017美国物理教师协会)     

铝球弹丸高速正撞击薄铝板穿孔研究

 低地球轨道上的航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击，导致其严重的损伤甚至灾难性的失效。撞击损伤特性研究是航天器防护设计的一个重要问题。通过铝球弹丸超高速正撞击薄铝板的实验研究和数值模拟，证明了AUTODYN-2D软件数值模拟预测薄铝板超高速撞击穿孔直径的有效性。通过对弹丸直径、弹丸撞击速度和薄铝板厚度影响薄铝板超高速撞击穿孔直径的数值模拟，以及利用实验结果和数值模拟结果拟合的曲线，得到了铝球弹丸超高速撞击薄铝板的穿孔规律以及影响薄铝板超高速撞击穿孔直径的主要因素。     

黑洞与它的研究者

地球上真有一个叫“黑洞”的地方,在印度的加尔各答。那是一栋建筑内的一间石砌的囚室,英国殖民者用来关押犯人,通常可以关押3-4人。1757年围绕这栋建筑发生了一场可怕的战斗。武装的印度民众与英军血战。战斗结束后,死伤惨重的胜利者愤怒地把146名战败者塞进这间囚室,关押了10个小时。第二天早晨,只有23名俘虏从“黑洞”中活着出来。     

二次灾难

二次灾难是指由于地球被撞击引起的地震、海啸、大气扬尘、震裂冰川而导致海平面升高等间接的灾难效应.基于能量转化和守恒概念,建立简洁的力学模型,根据牛顿力学的动力学理论及有关文献,研究直径1 000 m的铁镍小行星撞击南极点对地球造成的直接影响和二次灾难.同时,还给出了一套评估灾难的方法.通过具体的计算发现,由撞击带来的直接效应是有限的,在短时间内会迅速衰减,但由此引发的二次效应却是十分显著的.     

苏梅克─列维9号彗星撞击木星重大事件

苏梅克─列维９号彗星撞击木星重大事件今年７月，一颗已瓦解的彗星将撞击木星。这是人类有史以来首次得到预报的天体撞击行星事件。其碰撞爆炸能量高达１０万亿吨ＴＮＴ炸药，远远超过地球上全部核武器的爆炸当量。全世界的行星科学家还从未观测过如此激烈的天体碰撞。这...     

银河系中心存在超大黑洞天文学家又有新证据

在我们生活的银河系中心位置，藏匿着一个人肉眼无法看见的“超级黑洞”：它的直径与地球相当，质量却至少是太阳的40万倍．它“吞噬”周围的所有物质，连光也无法逃逸出去．利用国际最先进的地面望远镜阵列，上海科学家领导的一个国际小组成功拍摄到了迄今为止最接近该黑洞的“射电照片”．     

从地球到行星

―、人类的家园--地球地球有着45.6亿年的演化史,最初的7亿年是地球的黑暗时代,经历了大量的火山活动、陨石和彗星的撞击;在38.5亿?7亿年前,地球基本是一个微生物的世界;从5.4亿年前寒武纪生命大爆发到现在是动物和植物快速演化和繁盛的时期;目前,地球已演化成一个具有高等智慧生物的星球.     

地球曾遭小行星长期轰炸

 45亿年前火星大小的天体撞击地球飞出的碎片形成了月球。直至25亿年前, 太阳系内小行星长期持续的狂轰滥炸煮沸早期海洋。     

关于小行星的谈话

 1989年底之前,传闻一颗小行星将撞击地球,惹起许多人的恐慌.消息很快得到了澄清,原来是场以讹传讹的虚惊.     

S-dual模型产生的原初黑洞和次级引力波

在S-dual暴涨模型中通过在非正则动能项中引入峰值函数,可产生丰度可观的原初黑洞和次级引力波.该模型分别在10¹²,10⁸和10⁵ Mpc^-1对原初密度扰动的功率谱进行放大,产生了质量量级分别为10^-13太阳质量、地球质量、行星质量的原初黑洞,以及峰值频率分别为毫赫兹、微赫兹、纳赫兹的次级引力波.其中在10^-13太阳质量附近的原初黑洞可以解释全部的暗物质,产生的次级引力波能被未来的空间引力波探测器探测到.     

《相对论、宇宙与时空》连载⑦——相对论预言的天体(黑洞)(上)

地球上真有一个叫"黑洞"的地方,在印度的加尔各答.那是一栋建筑内的一间石砌的囚室,英国殖民者用来关押犯人,通常可以关押3～4人.1757年围绕这栋建筑发生了一场可怕的战斗.武装的印度民众与英军进行了血战.战斗结束后,死伤惨重的胜利者愤怒地把146名战败者塞进了这间囚室,关押了10个小时.第二天早晨,只有23名俘虏从"黑洞"中活着出来[1,2].     

黑洞及其研究简况

 1939年美国科学家奥本海默和佘德尔从广义相对论出发提出具体黑洞的概念,从而翻开了人类对天体研究的新的一页。短短几十年,黑洞一直成为天体物理学家研究和讨论的热点,形成了黑洞物理学。一、经典黑洞从1915年爱因斯坦广义相对论的建立而预言黑洞存在,许多科学家对其展开了研究,并认为它是由天体坍缩形成的超致密的区域(包括光在内的任何物质都不能从该区域逃逸)。根据黑洞的不同特性将黑洞分成各种不同类型。根据质量不同将其分为小型黑洞、中型黑洞、巨大黑洞。所谓巨大黑洞是指质量超过太阳质量的100万倍以上的黑洞,它在黑洞的研究中占有重要的地位,一度认为黑洞事件视界直径与黑洞质量成正比。     

弹丸超高速撞击防护屏碎片云数值模拟

 低地球轨道的各类航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击。这些撞击损伤航天器飞行的关键系统,进而导致航天器发生灾难性失效。为了保证航天员的安全及航天器的正常运行,微流星体及空间碎片防护结构设计是航天器设计的一个重要问题。采用AUTODYN软件进行了弹丸超高速正撞击及斜撞击防护屏所产生碎片云的SPH法数值模拟,给出了二维及三维模拟结果;研究了防护屏厚度、弹丸形状、撞击速度以及材料模型等对碎片云的影响。模拟结果同高质量实验研究的结果进行了比较,模拟的碎片云形状和碎片云特征点的速度同实验相吻合。验证了数值模拟方法的有效性。     

黑洞阴影在SSD中的位置和形状

假设旋转的黑洞在标准吸积盘内,在吸积盘的内边界等于最后稳定轨道的情况下,画出黑洞阴影在吸积盘的图像.通过定性和定量分析黑洞的形状和位置,发现对于相同质量的黑洞,黑洞阴影的大小及形状与黑洞的自旋参量有关.旋转黑洞阴影的形状和位置与它的旋转轴是不对称的,通过研究旋转轴与黑洞阴影的位置关系来确定黑洞的质量中心的位置及黑洞的旋转参量.