宇宙探秘:宇宙中最强大的物体-黑洞

　　1.中子星：磁场强度是地球100万亿倍

　　中子星：磁场强度是地球100万亿倍

　　我们可以从自家电冰箱感受到磁体的影响。最强大的人造磁场会让粒子碰撞和聚变反应成为可能。但是，正如我们所看到的，即便与宇宙最远端的磁场(如源于中子星的磁场)相比，人类付出最大的努力仍旧显得苍白无力。超新星种类不同，产生的结果也不同。质量最大的超新星会在爆发以后形成黑洞，而质量相对较小的超新星则会产生中子星。

　　中子星的密度惊人，磁性同样惊人：地球的磁场强度维持在0.5高斯左右，而中子星的磁场却是地球的100万亿倍。这张照片是钱德拉X射线望远镜拍摄的仙后座A(CassiopeiaA)超新星残余。点击宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

　　磁星：从10万英里处消除信用卡信息

　　出于一些尚未被完全理解的原因，有些中子星被归入“磁星”一类。磁星“继承”了一般中子星惊人的磁场强度，并在此基础上乘以1000倍。即便在地球和月球之间停留，磁星仍可以消除信用卡上的信息。点击宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

　　科学家尚不确定磁体的磁场强度超过普通中子星的原因，但天文学家发现这种现象越来越明显。当不同寻常的磁场开始减缓中子星的旋转速度时，它会以X射线波长释放剧烈的能爆，美宇航局的X射线望远镜可以看到这一切。

　　为黑洞提供能量

　　我们大家都听说过黑洞的故事：这些超高密度的超新星残余施加如此惊人的引力，使得它们可以吞噬附近的一切事物，为黑洞进一步提供了能量。但是，故事并未以引力而结束。

　　一旦物质被拉向黑洞，它会在黑洞边缘旋转，并在被吞噬之前甩掉部分角动量。磁性便是在这一过程产生的。在气体绕黑洞盘面边缘旋转时，会产生自己的磁场，这个磁场会抛射盘面的气体远离黑洞。这些喷射物会从距离黑洞最近的气体内部“盗取”能量。随后，气体速度慢慢减缓，最终被这个黑暗的魔兽所吞噬。点击宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

　　全球最大的人造磁体

　　尽管人造磁体不能与自然界最强大的磁体相提并论，但人类的努力并非无足轻重。美国的三个不同机构——佛罗里达州立大学、佛罗里达大学、新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室——构成了美国国家磁场实验室，这里也是世界上最大的人造磁体所在地。

　　仅仅洛斯阿拉莫斯国家实验室就有8个可在至少50特斯拉(一个普通条形磁体可生成0.01特斯拉的强度)强度下运行的磁体，其中还包括一个用时10年制造的100特斯拉的多点磁体。

　　运行这些磁体投入巨大，例如，洛斯阿拉莫斯国家实验室便使用一个1.43千兆瓦发电机和5个64兆瓦电源。1.43千兆瓦发电机放在一个由60根弹簧制成的平台上，因为在磁体通电以后，会产生惊天动地的怒吼，所以，发电机放在弹簧平台上面是磁体减速时减缓震动所必须的。

　　大型强子对撞机揭开宇宙起源之谜

　　大型强子对撞机是一个具有多个超大磁体的庞然大物，线圈长度超过14米。超导磁体可以在8特斯拉以上的强度下运行，驱动质子绕一条17英里(约合27公里)长的环形隧道运转，令其互相撞击，生成无数的次原子微粒。2008年9月，大型强子对撞机启动后不久便因磁体冷却系统的电连接故障而关闭。如今，经过近一年的维修，这台超导对撞机仍未启动，这种情况将至少持续到今年11月。点击宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

　　国际热核聚变实验堆

　　对科学家来说，获取“自给自足”的聚变能量仍是一个梦想，而实现这个梦想的关键在于磁性。国际热核聚变实验堆(ITER)是一个由多国参与的项目，是世界上规模最大的融合氘和氚的尝试之一。氘和氚是氢的两个重同位素。一旦国际热核聚变实验堆建立起来，它会不断加热氘和氚，令其变成等离子态，产生500兆瓦的高温。接着，这台装置将利用磁场去包含和控制那些过热的等离子质。点击宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

　　自然界最奇特的现象——超导电性

　　超导电性是自然界最奇特的现象之一，是单纯依靠经典物理学所无法彻底解释的。有些物质在被冷却至接近绝对零度时，其电阻会变为零。因此，电流可以无限期地持续下去。科学家在大型强子对撞机这样的粒子对撞机上采用了超导材料，但你大可不必不远万里前往欧洲去探求它们的特性。超导体中的持续电流可以使物质浮起来，因为恒定电流会排斥浮动物体(甚至是活体)的磁场。此图中，荷兰科学家在一个16特斯拉的磁场里将一只青蛙浮了起来。

8.核磁共振成像窥视人体内部奥秘

　　核磁共振成像窥视人体内部奥秘

　　自从科学家20世纪70年代初制造出第一台核磁共振成像(MRI)仪器以来，这项技术的发展可以用“突飞猛进”四个字来形容——以致美国食品与药品管理局不得不给人体暴露于外部的磁性幅度设限。2003年，在伊利诺斯州大学的科学家开发出9.4特斯拉的扫描仪以前，8特斯拉是最大值。9.4特斯拉的扫描仪最终获得美国食品与药品管理局批准。

　　但是，它并不是世界上最强大的核磁共振成像扫描仪。曾给麻省理工学院开发出9.4特斯拉扫描仪的布鲁克拜厄斯宾公司(BrukerBiospin)在此基础上设计出11.7特斯拉核磁共振成像扫描仪。2009年，得克萨斯大学宣布计划在其医疗中心安装一台11.7特斯拉核磁共振成像扫描仪。

　　一、每个黑洞内都含有一个宇宙如同"俄罗斯套娃"

　　每个黑洞内或许都含有一个宇宙

　　天文学家在2010年4月宣布，我们的宇宙就像是俄罗斯套娃的一部分，可能栖身于一个黑洞内，而这个黑洞本身又是一个更大宇宙的一部分。反过来，迄今在宇宙中发现的所有黑洞可能都是通向其他世界的通道。

　　银河核心深处神秘物质相撞在一起产生的伽马射线

　　宇宙学家表示，他们已经在银河核心深处发现与暗物质粒子有关的最令人信服的证据。该地的这种神秘物质相撞在一起产生伽马射线的次数，比天空中的其他临近区域更频繁。

　　科研组在银河核心处一个直径100光年的区域收集到的数据里发现这些信号。银河这个区域的暗物质密度，是银河边缘的10万倍。简而言之，银河核心就是一个暗物质大量聚集在一起，经常相撞的地方。点击宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

　　一幅由“星系-星系间物质相互作用计算”（GIMIC）模拟生成的图像

　　天文学家对一组罕见的，相对年轻的星系进行了研究，这些星系中具有一种一般只存在于较年老星系中的特殊震荡现象。澳大利亚斯威本大学的天文学家安德鲁格林(AndrewGreen)表示，“它们是宇宙中的活化石，我们原本没有料到它们会存在于今日的宇宙之中。研究将帮助人们更好的理解恒星形成的过程，这项研究最令人感兴趣的部分在于它可以告诉我们恒星是如何形成的。”点击宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

　　科学家认为蓝细菌等食岩细菌采集火星表面宝贵资源，为未来人类基地提供条件

　　研究人员称，微小的食岩细菌可以采集火星宝贵的资源，并为人类首次殖民拓展提供基础条件。但是，通过食岩细菌改造火星表面成为新地球的计划并非短暂时间内完成的。

　　目前，最有希望的火星拓展细菌是蓝细菌，它源自地球25亿年前，差不多能在地球任何环境利用光合作用将阳光转换为能量。同时，蓝细菌和其它食岩微生物已被证实能幸存于欧洲“BIOPAN”平台和国际空间站“EXPOSE”平台的真空环境中。

科学家们通过南方天文台发现了一个类似于太阳系的星系

　　科学家们通过南方天文台发现了一个类似于太阳系的星系，这一星系可能包含7个行星，这是在太阳系以外发现的包含行星最多的星系。据悉，这一星系距离地球大约为127光年。

　　这一星系位于水蛇星座，科学家们已经确认这一星系包含有5颗行星，但科学家们通过观测还发现了至少还有2颗行星，一旦捕捉到另外两颗行星，那意味着这是自太阳系之外，人类所发现的包含行星最多的星系。

　　新研究发现月球正在收缩

　　在过去10亿年间，随着月球的内部降温收缩，月球的外壳上已经形成了裂缝。也就是说月表也在收缩，不过我们不用太担心，因为它收缩的速度非常缓慢，你一直盯着它看也无法注意到这一变化，而且它并不会在短期内消失不见。

七、NASA:太阳2013或强烈磁暴如百枚氢弹袭击地球

　　美国宇航局：太阳将在2013年发生强烈磁暴

　　不断有世界末日之说，尽管其真实性还有待证实，但美国宇航局(NASA)却在今年6月份非常罕见的提出警告，地球可能遭遇强烈的太阳磁暴，而且时间点就在3年后，也就是2013年，到时候全球将陷入大停电，网络电子通讯将全部无法使用。如果这一切成真的话，意味着人类生活将发生历史性倒退。

　　科学家发现太阳朝超新星残骸靠近的过程中，在太阳的边缘的局部形成气泡点击宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

　　太阳和整个太阳系，甚至包括地球系统，正在朝向超新星残骸、一个巨大火热的星际气体云靠近。真正“集会”的时刻将发生在未来100年内，这种现象也意味着全球变暖的程度将会不可避免。天文学家表示，虽然目前还未计算出这次“集会”对地球的损害程度，但可以肯定的是目前地球几乎不会遭受任何负面影响。但前往太空的宇航员所承受的辐射量就要增大了。

　　这个巨大星系不断制造出类似太阳的恒星，而且其制造恒星的速度是现今银河系的100倍

　　科学家发现一个早期宇宙中的巨大星系，这个巨大星系不断制造出类似太阳的恒星，而且其制造恒星的速度是现今银河系的100倍。同时由于巨大星系上光线到达地球的时间很长，科学家观测到的这个早期宇宙星系存在于100亿年前，仅仅在大爆炸30亿年以后。

十、最原始超大质量黑洞被发现比太阳质量大一亿倍

　　斯皮策太空望远镜发现迄今为止最早和最原始的超大质量黑洞

　　斯皮策太空望远镜发现迄今为止最早和最原始的两个超大质量黑洞，分别是J0005-0006 类星体和J0303-0019类星体，距离地球130亿光年。美国宇航局的钱德拉X射线天文台也观测到了其中一个类星体发射出的X射线。当围绕在类星体周围的气体被吞噬时，类星体会发射出X射线、紫外线和可见光。

揭秘黑洞奇异时空之谜：

诸多物理定律可能在其中失效

据国外媒体报道，当一颗恒星耗尽全部燃料结束其一生时就可能发生坍缩并演化成黑洞，宇宙中的超大质量黑洞往往具有数十亿倍太阳质量，统治着星系的中央。目前，来自美国宇航局“雨燕”探测器和费米伽马射线空间望远镜的最新数据研究显示，处于活跃状态的黑洞所喷射出的高速喷流具有普遍性，不论黑洞的质量、年龄和空间环境如何都基本相同，该结果也提出了一个诱人的暗示：普通物理过程可适用于黑洞。

　　黑洞被认为是最奇异的天体之一，诸多物理定律可能在其中失效

　　费米伽马射线与雨燕探测器对耀变体、类星体以及伽马暴的观测结果

　　根据美国宇航局戈达德空间飞行中心研究人员罗德里戈·纳蒙（RodrigoNemmen）介绍：“在以往的观测中，通常情况下黑洞所产生的喷流中有着相同组分的伽马射线，这个现象在费米望远镜和雨燕探测器的观测中都发现过。”被黑洞引力所捕获的气体等物质落入黑洞过程中，会“堆积”形成盘状漩涡，气体在这里被高速旋转压缩、加热。在吸积盘内缘附近，即事件视界的“门槛”边上会形成朝外指向的释放点，一些物质就会沿着黑洞自转轴产生一对相反方向的喷射流，可将粒子等加速至光速，该过程中也会释放伽马射线，这是一种较为极端的电磁波。

　　来自美国宇航局博士后流动站研究员西尔万·吉里耶克（SylvainGuiriec）认为我们还不完全了解黑洞喷流加速过程是如何发生的，但是在活跃的星系中都可以探测到这样的喷流发生，有些喷流已经延伸到数百万光年远的空间中。吉里耶克也是本项研究论文的合著者。该进程末端还会产生伽马射线暴，这是宇宙中最强大的爆发，天文学家认为在大质量恒星死亡和恒星级黑洞诞生的过程中都会产生最为常见的伽马射线暴。当恒星发生引力坍缩后形成黑洞，随着恒星外层成瀑布状向内侧缩进，就会形成吸积盘和黑洞喷流。点击宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

　　在伽马射线喷流中，一些粒子的运动速度被认为达到了光速的99.9%，喷流产生的伽马射线通常可持续大约几秒钟，如果喷流的方向正好对着我们，像雨燕探测器和费米空间望远镜就可以探测到突然出现的伽马暴。为了在较大（黑洞）质量范围内寻找喷流的爆发趋势，科学家们寻找具有星系级规模的伽马射线喷流，它们来自一些最为明亮活跃的星系、类星体和耀变体，这些天体释放的喷流同样也需要指向地球。

　　经典的耀变体在一秒中释放的能量相当于太阳在31.7万年发出能量总和，普通的伽马射线暴在一秒内释放的能量相当于太阳在30亿年内发出光和热量总和。最终，研究小组审查了54个伽马射线源和234个耀变体、类星体，费米伽马射线空间望远镜、雨燕探测器以及其他观测平台可以迅速告诉科学家有多少喷流释放。射电波和X射线的观测允许科学家们确定每个喷流中粒子加速的情况，通过分析每个类型天体的喷流性质，研究人员发现伽马射线暴和耀变体存在相同的联系。

　　巴尔的摩空间望远镜科学研究所博士后研究员艾琳·迈耶（EileenMeyer）认为有一种解释认为黑洞喷流物质在一定的质量区间上表现出普遍性的特点，从数倍太阳质量到数十亿倍太阳质量之间都可以观测到类型的现象。这一发现让科学家了解到黑洞的活动是受同一套物理规律限制，不论黑洞的质量、年龄或者喷流的亮度和能量强度是否相同，大约5%至15%的能量被用于加速粒子以释放伽马射线和其他形式的光线。

　　马里兰大学物理系副教授MarkosGeorganopoulos认为这有点儿像一个穷人和一个百万富翁在取暖支出上都是相同的。根据美国宇航局首席研究员NeilGehrels介绍：“这项研究有一个特别的成果，可以促进天文学家研究伽马射线和活跃星系之间的联系，而过去我们倾向于将两者视为单独的研究领域。”

揭秘宇宙中十大最奇异黑洞：

双黑洞形成一个终极时空曲线

　　微类星体

　　这幅图片展示了一个微类星体。微类星体据信是质量与恒星相当的小黑洞。如果掉入这个黑洞，你能够穿过黑洞的边界，也就是事件视界。即使尚未被巨大的引力碾碎，你也无法从这个黑洞的后部穿出，逃离升天。等待你的将是无边无际的黑暗，任何人也看不到你。黑洞之旅将是一个致命的旅程。如果一个人胆敢进入黑洞，他/她最终将被可怕的引力撕裂。

　　黑洞对星系产生影响

　　这幅照片由钱德拉X射线望远镜拍摄，展示了半人马座A星系内一个超大质量黑洞产生的影响。

　　双黑洞

　　照片同样由钱德拉望远镜拍摄，展示了M82星系。这个星系拥有两个明亮的X射线源。美国宇航局认为照片中的这些点可能就是两个超大质量黑洞的“出发点”。研究人员认为黑洞在恒星耗尽燃料，燃烧殆尽后形成，自身的引力导致恒星塌陷并发生爆炸。恒星物质塌陷后的密度无限大，形成一个终极时空曲线。

　　婴儿黑洞出生

　　美国宇航局最近宣布，他们第一次观测到附近一个星系内发生的黑洞“诞生”过程。这个黑洞由爆炸的恒星形成。据“探索新闻”报道，这个“婴儿”黑洞位于M-100星系，距地球大约5000万光年。这一发现让宇航局陷入兴奋之中，因为他们终于知道了一个黑洞的“出生日期”，进而让科学家对黑洞的研究达到一个前所未有的程度。点击宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

　　狭路相逢

　　借助于爱因斯坦相对论确定的证据，科学家认为黑洞一定存在。专家们利用爱因斯坦对引力的认识得出黑洞拥有惊人引力这一结论。这幅图片所用的数据来自于钱德拉X射线望远镜的观测以及哈勃太空望远镜拍摄的一系列照片。宇航局认为图片中的两个黑洞相互旋向对方，这种状况已经存在了30年。它们将最终合并成一个更大的黑洞。点击宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

　　宇宙探照灯

　　M87星系向外喷射电子流，电子流由一个黑洞提供能量。这些亚原子粒子以接近光速的速度移动，说明星系中央存在一个超大质量黑洞。超大质量黑洞是星系内质量最大的黑洞，M87星系的黑洞据信已经吞噬了相当于20亿颗太阳的物质。

　　弹弓效应

　　美国宇航局认为这幅图片展示了存在一个被弹回的黑洞的证据，由两个超大质量黑洞彼此相撞形成一个系统所致。这个系统拥有3个黑洞，产生所谓的“弹弓效应”。以超新星的形式爆炸时，恒星会留下一个巨大的残余并逐渐塌陷。这种塌陷意味着它们的体积越来越小，但密度不断增加，达到无限大，最终成为黑洞。点击宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

　　拖曳恒星气体

　　艺术概念图，一个黑洞正在拖拽附近恒星的气体。黑洞之所以呈黑色是因为巨大的引力吞噬了光线。它们并不可见，研究人员需要找到相关证据，证明它们的存在。美国宇航局指出黑洞的体积大小不一，小的与一个原子相当，大的则相当于10亿颗太阳。

　　类星体

　　艺术概念图，展示了一个类星体。这个类星体位于一个星系中央，是一个超大质量黑洞，四周被旋转的物质环绕。类星体是处于早期阶段的黑洞，可能存在了数十亿年之久。它们据信在宇宙古代形成。由于被物质遮住，发现类星体并非易事。

　　万花筒般的彩色

　　一幅伪色图片，所用数据来自于美国宇航局的斯皮策和哈勃望远镜，一个超大质量黑洞正向外喷射巨大的粒子喷流。宇航局表示,这个喷流的长度达到10万光年，体积相当于我们的银河系。万花筒般的色彩说明喷流拥有不同的光波。人马座A星系中央存在一个超大质量黑洞。宇航局认为这个黑洞的质量相当于40亿颗太阳。

　　黑洞是恒星塌陷爆炸后的产物，同时也是宇宙中最为强大和最为神秘的天体之一。美国宇航局对一系列令人惊异的黑洞图片进行了汇编整理，文中刊登的10幅黑洞图片便是其中最不可思议的代表之作。

《探索发现》 20140110宇宙探秘（三）：寻找失去的金星火星

《探索发现》20140112 宇宙探秘(五):寻找宜居星球

《探索发现》20140113 宇宙探秘(六)宇宙究竟有多大

《探索发现》20140114 宇宙探秘(七)宇宙中最强大的物体

《探索发现》20140115 宇宙探秘(八)宇宙中最大的黑洞

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