wedge apex evil hole
at that point much higher momentum, much lower rest mass, highly volatile, becoming a matter wave, easily switching directions
特性脉冲星有个奇异的特性——短而稳的脉冲周期。所谓脉冲就是像人的脉搏一样，一下一下出现短促的无线电讯号，如贝尔发现的第一颗脉冲星，每两脉冲间隔时间是1.337秒，其他脉冲还有短到0.0014秒（编号为PSR-J1748-2446）的，最长的也不过11.765735秒（编号为PSR-J1841-0456）。那么，这样有规则的脉冲究竟是怎样产生的呢？天文学家已经探测、研究得出结论，脉冲的形成是由于脉冲星的高速自转。那为什么自转能形成脉冲呢？原理就像我们乘坐轮船在海里航行，看到过的灯塔一样。设想一座灯塔总是亮着且在不停地有规则运动，灯塔每转一圈，由它窗**出的灯光就射到我们的船上一次。不断旋转，在我们看来，灯塔的光就连续地一明一灭。脉冲星也是一样，当它每自转一周，我们就接收到一次它辐射的电磁波，于是就形成一断一续的脉冲。脉冲这种现象，也就叫“灯塔效应”。脉冲的周期其实就是脉冲星的自转周期。
然而灯塔的光只能从窗**出来，是不是说脉冲星也只能从某个“窗**出来呢？正是这样，脉冲星就是中子星，而中子星与其他星体（如太阳）发光不一样，太阳表面到处发亮，中子星则只有两个相对着的小区域才能辐射出来，其他地方辐射是跑不出来的。即是说中子星表面只有两个亮斑，别处都是暗的。这是什么原因呢？原来，中子星本身存在着极大的磁场，强磁场把辐射封闭起来，使中子星辐射只能沿着磁轴方向，从两个磁极区出来，这两磁极区就是中子星的“窗口”。中子星的辐射从两个“窗口”出来后，在空中传播，形成两个圆锥形的辐射束。若地球刚好在这束辐射的方向上，我们就能接收到辐射，且每转一圈，这束辐射就扫过地球一次，也就形成我们接收到的有规则的脉冲信号。灯塔模型是现在最为流行的脉冲星模型。另一种磁场震荡模型[2]还没有被普遍接受。脉冲星是高速自转的中子星，但并不是所有的中子星都是脉冲星。因为当中子星的辐射束不扫过地球时，我们就接收不到脉冲信号，此时中子星就不表现为脉冲星了。脉冲星的一般符号是PSR。例如，第一个脉冲星就记为PSR1919+21。1919表示这个脉冲星的赤经是19小时19分;+21表示脉冲星的赤纬是北纬21度。双脉冲星PSRJ0737-3039A/B的发现，让人们欣喜若狂。它是由两个脉冲星形成的双星系统。能够发现双脉冲星系统，确实是非常幸运的事情。对PSRJ0737-3039A进行计算以后，科学家预言它的脉冲轮廓形状会发生较快的演化，甚至预言在2020年左右，它的光束会由于轴线进动而从我们的视线中消失，但是，仔细的观测结果显示，预期的脉冲轮廓形状根本就没有发生变化，这对科学家的打击可是不小。预言的失败让我们感到，脉冲星的灯塔模型似乎存在着问题
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。 作文网 home.sanwen8.cn
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。 作文
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。
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。 作文
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。
[PDF]
中子星辐射引力红移的量子真空极化修正 - 上海大学学报(自然科学版)
在本工作中, 脉冲星和磁星表面的辐射红移除
了会受到磁化等离子体的影响之外, 还会受到由超
强磁场所诱导的量子真空极化效应的影响. 根据量
子电动力学 (quantum electrodynamics, QED) 理论,
真空在强场的激发下会因虚粒子对的扰动而表现出
弱的非线性介质特性, 特别是当场强达到量子临界
值(E
时, 真空的非线
性极化效应将会变得非常明显, 从而产生一系列新的
物理现象, 如: 光子-光子的散射、电子-正电子对的产
生、光子分裂以及光子在真空中的加速等
crit
∼10
18
V/m, B
crit
∼10
9
T)
[5,8]
. 由于脉
冲星和磁星表面具有非常强的磁场(磁星表面磁场强
度达到 10
10
∼10
11
[9]
T, 已超越了量子临界值), 因此, 它
们很有潜力成为在强场背景下验证 QED 理论的实验
平台. 由这些星体表面超强磁场所诱导的真空的非线
性介质效应会与磁化等离子体一起对电磁辐射产生作
用, 从而导致频移的发生. 因此, 观测者们必须将谱线
中由等离子体与真空极化效应所导致的频移与引力红
移区分开, 才能使用纯引力红移量估算星体的质量半
径比以及致密物质的状态方程.
本工作从相互作用几何化的思想出发, 在 Gordon
有效度规理论
的框架下, 将磁化等离子体、量子真
空与辐射之间的电磁相互作用、引力与辐射之间的
引力相互作用同时几何化, 即用 Gordon 有效度规统
一描述电磁相互作用与引力相互作用. 这样, 辐射在
强磁化中子星表面磁层中的传播可以等效于辐射在
由Gordon 有效度规所决定的弯曲时空中的传播. 由
此, 导出强磁化中子星辐射谱引力红移修正量的表
达式, 并利用合理的色散关系, 将由磁化等离子体与
QED 真空极化效应导致的修正量区分开, 即可获得
QED 真空极化效应的独立作用.
[10]
1 Gordon 有效度规的应用
根据爱因斯坦广义相对论, 在强引力场附近发出
的辐射谱线会发生红移
[11]
, 即
1 + z =
ν
式中, z 为辐射谱线的红移量, ν
ν
e
o
, (1)
e
和 ν
分别为辐射在
发射区域和观测区域的频率. 当度规场与时间无关时,
在场中运动的粒子遵守定域能量守恒定律
式中, E
local
|g
00
(r)|
1/2
E
local
o
[11]
, 即
= const, (2)
表示粒子的定域能量, g
(r) 为度规场的
时间-时间分量. 对于辐射光子, 则有|g
00
00
(r)|
1/2
ν
local
=
式中, g
00
(e) 和 g
1 + z =
s
00
(o)
g
g
00
00
(e)
, (3)
(o) 分别表示辐射发射区域和观测
区域的度规场的时间-时间分量. 在球对称 Schwarzschild
度规场近似下, 引力红移式 (3) 可进一步地表
示为
1 + z =
1
p
g
00
(e)
=
1 −
2G
c
2
M
R
−1/2
式中, G 为万有引力常数, c 为真空中的光速, M 为星
体质量, R 为星体半径. 该红移表达式仅考虑了引力
的作用, 而对于脉冲星、磁星这些强磁化中子星而言,
还应该考虑其表面的磁化等离子体以及超高强度磁场
所诱导的QED 真空极化效应对辐射的电磁作用.
利用Gordon 有效度规, 研究脉冲星、磁星表面的
磁化等离子体和 QED 真空极化效应对电磁辐射的影
响, 即
式中, g
µν
G
µν
= g
µν
+
1
n
2
refra
− 1
u
µ
u
ν
, (4)
, (5)
为引力度规(当引力不存在时, 则退化
为 Minkowski 时空度规 η
= diag(1, −1, −1, −1)),
n
refra
为介质的折射率, u
µ
µν
(1, −u/c) 为介质的四
速度, 其中γ
p
= (1 −u
2
/c
2
= γ
)
p
为洛伦兹收缩因子, u
为介质的流速度. 必须指出, Gordon 有效度规是在非
色散介质条件下得出的, 光在非色散介质中的传播可
以等效于光在由 Gordon 有效度规决定的弯曲时空中
的传播, 即引力与介质对光的作用一起被 Gordon 有
效度规所取代. 介质的折射率可以展开为
n
2
refra
−1/2
= 1 + χ, (6)
式中, χ 为介质的极化率. 如果满足 |χ| << 1, Gordon
有效度规则可以被近似地推广至色散介质
. 由于脉
冲星与磁星表面的磁层介质满足该弱色散条件, 因此
可直接应用 Gordon 有效度规来处理引力场、磁化等
离子体和真空极化效应对星体表面电磁辐射的作用,
即应用有效度规来统一描述这三者对辐射的影响. 式
(3) 可以被重新表示为
式中, G
00
(e) 和 G
1 + z =
s
00
(o)
G
G
00
00
[12]
(e)
, (7)
(o) 分别为辐射发射区域和观测区
域的有效度规场的时间-时间分量. 由 G
00
(o) = η
00
=
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In this paper we examine time-dependent and three-dimensional perturbations of spherical accretion flow onto a neutron star close to its Eddington limit. Our treatment assumes a Schwarzschild geometry for the spacetime outside the neutron star and is fully general relativistic. At all the accretion rates studied the response of the accretion flow to perturbations includes weakly damped oscillatory modes. At sufficiently high luminosities—but still well below the Eddington limit—the flows become unstable towww.lw20.com aspherical perturbations. These unstable radiation hydrodynamic modes resemble the onset of convection and allow accretion to occur preferentially through more rapidly descending columns of gas, while the radiation produced escapes through neighboring columns in which the gas descends more slowly.
翻译后摘要: 在本文中，我们研究随时间变化的三维扰动的球形吸积流上的中子星，其爱丁顿极限。我们的治疗假定的时空以外的中子星史瓦西几何和是完全广义相对论。在所有的吸积率研究的吸积流的扰动，包括弱阻尼振荡模式。在足够高的亮度，但仍远低于爱丁顿极限非球面扰动的流动变得不稳定。这些不稳定的辐射的流体动力模式类似于发病对流，并允许吸积发生优先通过更迅速地下降的气体的列，而产生的辐射通过相邻列在其中气体下降更慢的逃逸。
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