迄今宇宙最深处

ngwinglamgoo

美国宇航局9日说，“哈勃”太空望远镜新拍到了迄今有关可见宇宙最纵深景观的照片，这张具有历史意义的照片中可能包含着宇宙诞生后不久产生的最早期星系。

　　科学界普遍认为，宇宙诞生于距今约137亿年前的“大爆炸”。在“大爆炸”后的3亿年中，宇宙处于黑暗和冷寂状态，随后第一批恒星以及星系开始产生。“哈勃”新拍下的   
照片捕获到的正是宇宙中首批星系所发出的光芒。

　　美国宇航局在公布新照片时称，该照片是根据“哈勃”望远镜两台相机的拍摄结果合成的，共包含约1万个星系。从照片上看，这些星系仿佛散落在黑天鹅绒上的宝石。照片覆盖的太空区域相当狭窄，仅相当于满月直径的十分之一。天文学家们说，照片上的星系如此暗淡和遥远，寻找它们就好比拍摄月球上飞着的萤火虫。

　　新照片拍摄时间从去年9月持续到今年1月，其间“哈勃”围绕地球运转400圈，太空望远镜上的相机共完成了总计100万秒的800次曝光。照片中不仅包括大批经典的螺旋形和椭圆形星系，也可以看到类似牙签等形状的其他一些古怪星系，还有少数星系似乎进行着碰撞等相互作用。据天文学家分析，这些形状古怪的星当砻鞯笔庇钪嬉???炻液臀扌颉?

　　天文学家们说，他们希望能借助新照片寻找到“大爆炸”后4亿到8亿年间宇宙中所存在的星系，从而为研究星系起源和演化提供新线索。他们指出，宇宙的演化与一个人的成长有点类似，最急剧的变化往往产生于最早期。因此，看到的宇宙景观越纵深，对宇宙的基础研究也将越深入




黑洞


黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。

　　根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。

　　等恒星的半径小到一特定值（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”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的，等一会儿我们会讲到。

　　那么，黑洞是怎样形成的呢？其实，跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由恒星演化而来的。

　　我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。

　　质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值，那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。

　　这次，根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径)，正象我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。

　　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。

[ 本帖最后由 ngwinglamgoo 于 30-7-2005 04:09 PM 编辑 ]