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01
太空

宇宙中的各种“洞”

仰望星空时,我们会好奇浩瀚神秘的宇宙是怎么来的,它都有些什么?为了解开这些奥秘,人类一直在努力探索。很久很久以前,大约在140亿年前,一个温度超级高、密度超级大的奇点发生爆炸,之后,便有了一个从热到冷不断膨胀的过程,这个过程非常漫长,并不断发生变化,逐渐演化出星系等各种物质,这些物质构成了我们今天看到的茫茫宇宙。其实在宇宙中,除了能够观测到的物质,还有很多奇怪的不容易被发现的洞,它们可能是黑洞、虫洞、白洞或空洞。

黑洞

黑洞是宇宙中威力最大的天体之一,它就像一张巨大的超级“嘴巴”,可以吞噬周围的一切物质,就算是光都无法逃脱。

那么黑洞都存在于宇宙的哪里呢?

银河系中心隐藏着超大质量的黑洞。其他星系中也存在着黑洞,可以说宇宙中大部分星系都隐藏着黑洞。这些黑洞质量能达到100万~500亿个太阳那么大。

黑洞有着自己独特的成长方式。因为它有巨大的引力场,所以它吞噬物质的时候,在它周围会形成像旋涡一样的吸积盘,在不断盘旋下降的过程中能量迅速释放,物质被加热到极高的温度,并发出强烈的辐射。

虫洞

假想图

虫洞就是连接两个遥远时空的隧道,就像大海里的旋涡旋转时形成的细管道,能使水面和水底离得更近一些。同样由星体旋转和引力共同作用下的时空旋涡也会使两个遥远的时空离得更近。如果哪一天,你所在位置的虫洞被打开了,你或许就可以实现时空穿梭了,不过这只是个理论,科学家目前还没有发现虫洞存在的证据。

白洞

白洞是黑洞的另一端,被黑洞吸入的物质会在白洞被喷射出来。它正好和黑洞相反,只“吐”不吃,可以向外部区域提供物质和能量,是无私的“奉献者”。

白洞目前还仅是一种理论模型,尚未被科学家观测并证实。

假想图

空洞

宇宙就像一张立体的“渔网”,网线密集的地方形成恒星、星云,而没有这些“渔网”的“镂空”处就形成了一大片的虚空,这些空荡的地方密度很小,被称为“低密度宇宙”。太空这个词其实还是非常形象的,只是这里面其实并不空,而是存在着与我们现有物理世界不同的物质,它们所遵循的物理规律也和我们现在的认知有所不同。

假想图

暗物质是什么?

我们熟悉的普通物质都是由原子构成的,还有一种由带电粒子构成的物质,我们的肉眼虽看不见,但它却能被电磁光学设备捕捉到。然而宇宙中还有一种既不能被肉眼看见,又不是由带电粒子构成的,不参与电磁相互作用的物质,它就像披了一层神秘的隐身衣,似乎很弱,但似乎又很强大,强大到连万有引力都无法对它加以约束。它被称作暗物质。科学家通过特殊的观测手段推测,暗物质可能大量存在于星系中,其质量远远大于全部可见天体的质量总和。它就像一位“世外高人”大隐于宇宙中,使宇宙变得更加神秘莫测。

反物质在哪里?

研究反物质十分有意义,它是人类探究宇宙秘密的一把钥匙!

我们已知的物质属于正物质,由原子构成,而原子又由质子、中子和电子组成。质子带正电荷,电子带负电荷,而由它们的反粒子组成的物质叫作反物质。在反物质中,质子带负电荷,电子带正电荷。

反物质至今都是物理学领域的一大谜团。

深入研究反物质,将是解开宇宙起源之谜的重要环节。通过理论测算,不到500克反物质的湮灭能量超过了世界上最大氢弹的能量。这将是人类星际远航梦寐以求的高效燃料。可以说是“小质量,大能量”。

星星离我们到底有多远?

危楼高百尺,手可摘星辰。不敢高声语,恐惊天上人。在诗仙李白气度非凡的幻想比拟中,漫天星辰似乎近在咫尺瞬间可以抵达。然而这仅仅是诗的浪漫和天马行空,就算是天文知识懵懂的古人也知道天高之不可及。

光速是人类能定义的宇宙最快速度,或许人类将来会发现比光速更快的速度,那我们只能叫它超光速或者倍光速。常用的千米放在天文范围内显得太微小,不方便表述,所以定义了适用于天体之间的距离单位——光年。光年是用速度和时间两个单位定义出来的天体距离单位。光在宇宙真空中走一年时间通过的距离,约等于94607亿千米。

让我们来算一个有趣的数学题,孙悟空一个跟头十万八千里,这算是古人对“快”的一个极具夸张的描绘。但让孙悟空去趟太阳就得翻上2700多个跟头,要是去距离太阳系最近的恒星比邻星(4.24光年)串个门那恐怕就要翻上8亿个跟头了。

当我们仰望满天星辰,时而觉得它们近在咫尺,时而又觉得苍穹如此辽阔。茫然中我们会觉得肉眼所见的闪烁星光好似虚幻的存在,只有回过神来才发现,那些看上去微弱的星光,可能是比太阳大数倍的恒星在数万年前发出的光。

或许,在未来的某一天,人类可能会通过高科技手段在一瞬间抵达月球,到那时,光年给人的感觉将不再那么遥远。

探索宇宙最远我们能到哪里?

如果要说亲身抵达,那人类目前最远只到达地球的卫星——月球上。而月球距离地球只有千万分之四光年!

探索宇宙在广义上除了亲身抵达,还有探测器着陆、环绕、飞掠,以及大型望远镜的光波、电磁波观测等方式。

人类在太阳系已经发射了许多飞行器,对行星及其卫星进行探索。一些探测器甚至正在飞向太阳系边缘。但对于遥远的宇宙距离,无论是哪种抵达方式,人类目前都受限于速度,无法走得更远。

好在我们还能借助众多望远镜来探索深邃的宇宙。在起伏嘈杂的电磁波信号中,隐藏着许多细微的规律信息,如科学家通过观测和研究来自天体的射电波能计算推断出天体形成的大致年龄、体积、构成等信息。

随着地球上的射电望远镜反射球面建造口径的增大,人类的观测能力在不断突破,但由于受大气和地面电磁波的信号干扰,人类探索的距离仍然受限。目前通过哈勃空间望远镜,人类已经能够观测到距离地球约130亿光年的原始星系,这些星系的光芒来自大爆炸之后的宇宙早期。

未来,人类可能在月球背面的天然陨石坑处,建造大口径的射电望远镜,它将能捕捉那些被宇宙膨胀拉伸至微波级别的微弱超长能量波,也许那时,我们就可以从中了解宇宙诞生的秘密了。 lCIgEqzEp/9hrwHsfXfC7uJZfzpJ3XFXaLGfCzswJXhwipwzO6eDjF0b/clAMqZ5

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