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转:科学家发现宇宙大爆炸初期巨大黑洞 新华社北京11月7日电 美国科学家发现宇宙大爆炸发生4.7亿年后形成的一个巨大黑洞,其质量接近所在星系所有恒星质量的总和。这项发现或有助科学家了解一些超大黑洞在宇宙诞生初期形成的过程。科学家发现宇宙大爆炸初期巨大黑洞© 由 新华社 提供   这是美国航天局2022年7月12日公布的詹姆斯·韦布空间望远镜拍摄的宇宙图像。新华社发(美国航天局供图)   哈佛-史密森天体物理学中心科学家阿科什·波格丹领导的团队在距地球132亿光年的UHZ1星系中发现这个黑洞。黑洞形成时宇宙年龄只有现在的3%。相关研究报告6日在英国《自然·天文学》杂志刊发。   波格丹团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜发现UHZ1星系,通过钱德拉X射线天文台探测到上述黑洞。美国国家航空航天局6日发布消息说,波格丹团队用钱德拉X射线天文台对UHZ1星系观测了两周,发现星系中存在密集、炽热、散发着X射线的气体,这是巨大黑洞正在成长的标志。   位于UHZ1星系前,距地球35亿光年的一个星系起到引力透镜作用,将UHZ1星系中的光线和X射线放大了大约4倍,使得韦布空间望远镜和钱德拉X射线天文台得以捕捉到它们。   波格丹团队说,证据表明,上述黑洞一诞生就巨大无比,质量接近UHZ1星系所有恒星质量的总和。相比之下,附近星系中心位置的黑洞质量通常只有星系恒星质量总和的千分之一。   研究报告作者之一、耶鲁大学的普里娅姆瓦达·纳塔拉詹说,这是他们“第一次看到一个巨大黑洞在一个短暂阶段质量约等于所在星系恒星质量的总和”,而之后恒星质量总和会超过黑洞质量。   纳塔拉詹2017年曾在理论上预测巨量气体云塌缩导致上述巨大黑洞形成。依照美国国家航空航天局网站说法,本次发现完全印证了纳塔拉詹的预测。   纳塔拉詹预测未来将会发现更多在宇宙大爆炸初期形成的黑洞,为研究宇宙“打开一扇新窗”。(欧飒)
转,比较通俗介绍基本粒子好文章 物理课上我们都学过原子结构,原子是由原子核和电子组成的。多数人都知道原子核和电子只占了原子很小一部分,但至于有多小,并没有一个具体的概念。 现在我们就来打个比方。如果原子有一个体育场那么大,原子核和电子有多大呢?原子核就相当于一粒豆子那么大,放在草坪上很难发现。而电子就更小了,甚至比看台座椅上的一粒灰尘还要小! 如此看来,原子内部确实很空。但虽然原子核很小,它却占据了原子绝大部分质量,原子的几乎所有质量都集中在原子核上,也就是质子和中子上。 那么原子核和电子之间的关系是什么呢? 一些描述原子结构的示意图会给出这样的关系,原子核位于原子中间,电子在外围,围绕原子核运行,就像地球围绕太阳旋转那样。其实这种示意图是非常不严谨的,虽然能更直观地让我们感受原子内部结构,但确实误导了很多人。而如果按照真实比例在一张纸上画原子结构,原子核由于太小,几乎画不出来,电子就更不用说了。 从体积上来讲,原子核体积只有原子体积的千亿分之一,电子的体积几乎可忽略不计。这就意味着原子核外围99.99%以上的空间都是空的。让人无法想到的是,体积如此小的原子核竟然占了原子质量的99.96%。 不过,虽然原子核外面看起来是空的,但并不是绝对的虚空,那里到底有什么呢? 除了最简单的氢元素之外,其他元素的原子核都是由质子和中子组成的,中子是中性的,不带电,而质子带正电,所以原子核整体来看也是带正电的。于是带正电的原子核周围就会有强大的电场,同时电子带负电也会产生电场,电子在原子核周围运行时,两者之间就会依靠静电力相互作用。 电子体积非常小,质量也很小,只有大约10的负30次方千克,质量如此小以至于电子会以非常接近光速的速度运动。再加上电子是随机出现在原子核外围的,并不是沿着某个固定轨道运行的,所以电子的运动轨迹看上去就像一团云雾,也就是我们通常所说的“电子云”。这里强调一下,不要以为原子核和电子之间很空,然后你就可以随便出入。上面说了,电子会以“电子云”的形式呈现出来,加上电子速度非常快,几乎可以瞬间出现在原子核外围每一个地方,意味着电子会在原子核外围会构建其无形的“外壳”,除了中子和无所不在的中微子之外,其他物质是进不去的。而这个外壳用专业术语描述就是“能层”。 这也是为什么原子内部看起来很空,表现出来很坚硬的主要原因。原子核能产生强大的电场,而电子在原子核外围构建起无形的“外壳”,所以一般情况下,是无法突破这层外壳的,除非遇到极端的环境条件,比如说恒星的核心环境或者说核聚变反应堆。了解了原子内部的构造,再来看看原子核内部。原子核是由质子和中子构成的,质子和中子是通过强相互作用力紧紧地被束缚在一起。质子和中子的质量差不多,都相当于电子质量的1838倍左右。 但事实上原子核的质量并不等于质子质量加上中子质量,真实的情况下,前者的质量更小一些,也就是说原子核质量小于质子与中子质量的总和,这是为什么呢? 这是因为强相互作用把质子和中子紧紧束缚在一起,会产生很强的结合能,也是一种能量,根据爱因斯坦的质能方程,能量也会体现出质量。核聚变过程会生成更重的原子核,同时释放能量,相当于质量亏损了,所以原子核的质量比质子和中子质量总和会更小一些。 关于原子的核力。 相信不少人有这样的疑问,在原子核内部,质子带正电,两个质子之间会因为相同的电荷互相排斥,为什么质子之间还能紧紧“抱”在一起呢? 简单讲,这就是强核力的作用,也就是强相互作用。确实,质子都带正电,肯定会因此而相互排斥,产生的排斥力就是静电力。静电力是很强大的,会使得质子有一定的势力范围,物理学术语就是“库仑势垒”。由于这个势垒的存在,所以如果想让两个质子结合在一起,就需要非常强大的力量才能做到,这个力量必须足以对抗库仑势垒。 不过,当两个质子不断靠近,到了一定程度,距离达到2.5飞米时,核力就开始起作用了,会将两个质子迅速拉到一起,同时向四周释放出超强能量,这就是核聚变的过程,释放的能量来自强相互作用发生的变化,。 核力是很强的,因此也被称为强核力。自然界中存在四种基本作用力,分别是强核力,电磁力,弱核力,还有引力。如果强核力的大小为1的话,那么电磁力只有137分之一,引力更小了只有10的负39次方。而静电力其实就是电磁力,这意味着强核力比静电力要强大137倍,所以强核力能轻松突破库仑势垒,让两个质子紧紧粘结在一起,确保原子核的稳定。按照量子力学的诠释,强核力是一种强相互作用,是通过胶子来传递的,胶子与光子一样,都没有静质量,只能以光速飞行。 下面一起了解一下质子和中子的结构。 以前人们质子和中子都是不可再分的基本粒子,不过随着人类科技水平不断提高,在大型粒子对撞机中进行的碰撞实验,科学家们发现,质子和中子并不是基本粒子,两者都是可以再分的。 质子和中子都是由更基本的夸克组成,都由三个夸克组成,不同的是,质子由两个上夸克和一个下夸克组成,而中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。由于“夸克禁闭”的存在,夸克并不能单独存在,所以我们并不能直接观测到夸克。何为夸克禁闭?简单理解就是,由于强相互作用的存在,带色荷的夸克被限制和其他夸克在一起,使得总色荷为零。 夸克有六种“味”,分别是上、下、粲、奇、底及顶。上夸克下夸克的质量是所有夸克中最低的。较重的夸克会通过粒子衰变的过程,来迅速变成上或下夸克。粒子衰变是一个从高质量态变成低质量态的过程。就是因为这个原因,上夸克及下夸克一般来说很稳定,所以它们在宇宙中很常见,而奇、粲、顶及底则只能经由高能粒子的碰撞产生。注意,夸克的“味”当然不是我们平时吃饭感受到的味道,味并不是指我们平常所说的味道气味,是为了区分不同种的夸克而引进的,简单来讲就是一个名称。 不同的夸克之间并不会相互吸引,那么它们到底是如何粘结在一起的呢?还是通过强核力,也就是强相互作用力。胶子这种基本粒子可以传播强核力,将夸克牢牢地束缚在一起。到这里,新的问题出现了,如今科学界认定夸克与电子光子一样,都是基本粒子,基本粒子都是不能再分的,那么夸克真的不可以再分吗? 起码目前并没有实验证明夸克还能分成更小的基本粒子。不过物理学家们认为夸克应该是分层的,这种分层决定了夸克不同的“味道”,不同的“色”还有不同的质量。 或许随着人类科技不断提升,未来某天人类会发现夸克电子等基本粒子也是可以再分的,但起码目前还远远做不到这点,科学是很严谨的学科,我们可以去设想,可以提出自己的理论,但更需要实验来验证。按照标准粒子模型,目前科学家发现的基本粒子总体可以分为两大类,分别是费米子和规范玻色子,两者有什么区别呢? 费米子说白了就是基本粒子,把一个物体无限分割下去,最终剩下的不能再分的就是费米子。而规范玻色子是把费米子粘结起来的基本粒子,比如说光子和胶子都是规范玻色子。 打个比方,费米子就像是砖头,而规范玻色子就像是水泥把砖头粘结起来组建成一栋楼房。而规范玻色子把各式各样的费米子粘结起来形成各式各样的宏观物体。 具体来讲,基本粒子可以分为四大类,分别是:6种夸克,6种轻子,四种规范玻色子,还有一个非常重要的基本粒子,希格斯玻色子,也被称为“上帝粒子”,正是它赋予了基本粒子以质量。 我们每天看到的丰富多彩的世界,看起来也非常简单,都是由最基本的几种粒子构成的。 来个总结 原子内部看起来很空,其实一点也不空,甚至比我们每天看到的宏观世界还要实在,原子内部强大的静电场和无所不在的电子云构建起坚固的“钢铁长城”,看起来“不可侵犯”,外部物质很难进入。 而原子核内部的质子和中子是通过强相互作用粘结在一起的,强相互作用力非常强大,足以克服静电力带来的库仑势垒。 质子和中子都是由三个夸克组成的,夸克之间也是通过强相互作用,也就是强核力结合在一起的。夸克是不可再分的基本粒子。总之就是,原子内部并不是虚空,除了有基本的粒子之外,基本粒子之间还有非常强大的电磁力,强相互作用力,而这些力也是能量的一种表现。通俗理解就是,原子其实是质量与能量的结合体。原子内部有我们看得见的质子和中子存在,还有看不见的能量。 最后提一下弦理论,该理论认为所有的基本粒子都是由更小的弦组成的,弦有封闭的也有开放的,同时弦还会振动,振动形式的不同就会形成不同的基本粒子。 不过弦理论太深奥了,还牵扯到复杂的数学计算。弦理论很难通过实验来验证,所以作为一个前沿理论,弦理论还没有被主流科学认可,毕竟无法验证的理论确实算不上一个好理论。
转,殷商时期曾经有欧洲人向东方侵略,一胜一败,华夏民族古…… 古气候学家对生物化石的研究发现,在大约3000前年左右地球经历了一次小冰期,全球气温下降。这样,原本生活在现在波罗的海沿岸的古印欧人不得不向温和的南方迁徙。 这种迁徙分成好几路,讲希腊语的部落穿过巴尔干半岛,进入现在的希腊半岛,摧毁了当地原生的迈锡尼文明;向两河流域迁徙的亚述人将美索布达尼亚的数千年的文化一扫而空。 还有一只向东迁徙的印欧人在中亚附近分开,他们向南进入印度,征服了这里的原住民,并制定了种姓制度。这些入侵者,被列为最高的种姓,印度的原住民却被列为最低种姓。最终,古印度文明,就在这种野蛮的种族隔离制度下逐步衰亡。 西方历史学家一件比较趋向于一致的是,这次民族大迁徙,给人类历史带来的影响,要远远超过罗马帝国灭亡时那次民族迁徙,因为这次迁徙对文明的破坏影响到了整个欧亚大陆。 还有一支向东最终到达中国,这时正是中国的商朝时期,他们遇到了顽强的阻击。他们的文明比较发达,制造了很多奇奇怪怪的装备,比如战斗力强大的车驾。 一开始商朝的军队攻打他们的时候,由于不熟悉他们的装备,吃了很大亏。大量的人马被车驾一扫而过,死伤惨重。再加上这些欧洲人人高马大,商朝的士兵几乎完全不是对手。战事虽然始终处于胶着状态,但商朝明显处于劣势地位。 这时,有一个妇女带领了13000名精兵,前来迎敌,她带领勇士们来到前线之后排好阵势,她不只是运筹帷幄,而且身先士卒地手持一把十八斤重的青铜战斧,冲在最前面m带领商军勇士跟这些入侵者进行了一场殊死的较量,经过一场惊天动地的厮杀之后,这些入侵者被彻底打败,远远逃遁,从此后再也不敢迈过兴都库什山(今阿富汗境内)。 读者要真正了解此战的深远意义,可以和外国的遭遇做一个对比。远古的例子的是印度一仗打输后文明遭到破坏;再近一点就是欧美人在非洲贩卖黑奴和对美洲印第安人进行了屠杀。 有“中国考古学之父”之称的李济,在谈到这场战争时说: “在这一时代,中华民族在西北边疆打了一次勇敢的、胜利的自卫战,这一战奠定了殷商时代200年的文化生活,为东亚及太平洋区域建立了一个伟大文明的新基础"。 所以这是一场保卫中华文明不被外族摧残的决战,重要性不亚于传说中的黄帝与蚩尤之战。 那么,指挥这场战争的首领是谁?由于年代久远,历史上已没有记载。就连司马迁的《史记》中,都没有只言片语的文字描述。这么一场决定中华文明能否延续的重要战役,连战役情况和统帅的名字,就这样湮灭于历史的长河中了吗? 的确是这样,长期以来历史学家,考古学家一直想揭开这个谜团而不可得。 但不是有句俗话吗,天无绝人之路!就在大家都感到失望透顶的时候,事情出现了转机。 1976年5月17日,女考古学家郑振香主持挖掘了河南省安阳市殷墟王室的墓葬,这是现在唯一保存完整的商代王室墓葬,随葬品极为丰富,共出土青铜器、玉器、宝石器、象牙器等不同质地的文物1928件,另外还有十多万片甲骨文,从而搞清了历史上发生过的这一段史实。 “辛巳卜,登妇好三千,登旅万,呼伐羌。”(甲骨文) 根据出土的甲骨文上的记载,这次战争的最高统帅是一个被称为妇好的女人,她的身份是一个王后。 随着对甲骨碎片的整理,一段已湮灭于人类长河的历史渐渐浮出水面。 商朝的世系年代前后相传17世31王,延续600年左右,共有四位伟大的雄主。 “夫汤、太甲、武丁、祖乙,天下之盛君也。”(《晏子春秋·内篇谏上》) 上面所说的武丁,是商朝的第二十三任君主,一共在位五十九年,是商朝执政时间最长的君王。他在位时间,勤于政事,任用贤能,使得商朝政治、经济、军事、文化得到空前发展,史称“殷道复兴”。司马迁对他的业绩,给予了极高的评价。 “武丁修政行德,天下咸欢,殷道复兴。”(《史记•殷本纪》) 武丁的妻子,共有64位。但是法定的配偶只有三位,即妣辛、妣戊、妣癸,妇好则是第一位 。 妇好,虽然是大家都这么称呼的一个名字,但其实她并不姓妇。当年她嫁给武丁,成为王妻之后,武丁给了她相当丰厚的封土和士民,在她的封地上,她得到了“好”的氏名,尊称为“妇好”,或者“后妇好”。庙号称呼为“辛”,商王朝的后人们尊称她为“母辛”、“后母辛”。 某年夏天,北方边境发生外敌入侵,派去征讨的将领久久不能解决问题,妇好便主动请缨,要求率兵前往助战。武丁一开始还十分犹豫——她能行吗?考虑很久之后,还是通过占卜才决定让王后出征。 妇好臂力过人,她所用的一件兵器重达九公斤,足见她的身体强壮;而该兵器为大斧,更可见她的骁勇。妇好一到前线,调度指挥有方,而且身先士卒,很快就击败敌人,取得了胜利,武丁从此对她刮目相看。 此后,他率领商朝大军南征北战,先后击败了北土方、南夷国、南巴方,以及鬼方等二十多个小国,为商王朝开疆拓土立下了不朽战功。 对于这位能征善战的妻子,武丁十分钟爱。每当她单独出征,凯旋归来的时候,武丁总是亲自出城相迎。有一次甚至迎出八十多公里。当这对夫妻带领着各自的部属,终于在郊外相遇的时候,久别重逢的激动使他们忘记了国王和王后的身份,他们将部属们甩在后面,两人一起并肩驱策,在旷野中追逐驰骋。 妇好大概活了33岁,她的一生短暂却璀璨。至于去世原因,出土的甲骨卜辞上有这样的记载:“妇好要分娩了,不好。三旬又一日,甲寅日分娩,一定不好。女孩。”由此,后人推断,妇好最大的可能,是因为难产而去世。 她去世后,武丁很伤心,竭尽所能地厚葬了她。墓室内堆满了她生前的酒器、趁手的兵器和钟爱的饰物。陪葬品有一对后母辛大方鼎,200余件青铜礼器,4面铜镜,4件铜钺以及130件青铜兵器。还有十五种共156件酒器、以及来自新疆等地的玉器佩饰755件、来自台湾、海南甚至更远处的海贝7000多枚、各色宝石制品47件。以及各种陶器、石器、海螺等等。 除此之外,那时还有活人殉葬的习俗。为妇好殉葬的,是16名殉人、6条殉狗。 如此丰厚的陪葬品,不仅表达了武丁对这位贤妻的挚爱,更体现了妇好生前丰富多彩的生活。她不但是一位将领,能征善战且善饮,更是一位尊贵的贵妇人,爱美而且擅于修饰,更是一位拥有独立经济能力的贵族领主,拥有庞大的奴隶群。 妇好,这位中国历史上真实存在的第一位女战神,是一个伟大的王后,一个坚定的华夏文明的捍卫者。 参考资料: 《史记·殷本纪第三》、《夏商周断代工程年表 》、《记忆殷墟妇好墓》等 以上为转载的内容
这能算是虚假的现象虚假的证据么? 宇宙在加速膨胀。今天的宇宙比过去膨胀得快,离我们越远的宇宙离开我们的速度也越快。这让科学家百思不得其解 人们假设时空中存在某种未知的斥力,正在抵抗引力的拉动,推动宇宙加速膨胀,并称这种假想中的力量为“暗能量”。计算结果显示,“暗能量”占宇宙“质量和能量”总和的68%。“暗能量”比较有可能就是所谓的“真空能”。但无论叫什么名字,科学家对这种力量的本质都一无所知。 2月15日,《天体物理学期刊通讯》杂志上发表了一篇论文。通过这篇论文,来自9个国家的17位天文学家称,他们首次发现了“暗能量”可能与黑洞有关的证据 黑洞一般是大质量恒星消亡后的遗骸。超过临界值的强大引力和压力在死星爆发过程中将恒星的内核向内挤压,将大量的物质压缩进一个极小的空间。一个质量和太阳一样的恒星如果要变成黑洞,其所有质量必须挤入一个直径只有几十千米的球体内 黑洞一旦形成,就会产生强大的引力,强大得连光也无法逃离它的引力。正因如此,我们无法看到它“里面”究竟是什么样子的,而只能看到一个黑洞。所有现有的物理学理论,都无法解释它“里面”有什么,因为当它们描述黑洞内部时,都会在数学上归结于“奇点”。“奇点”则意味着“无解” 宇宙中除了个体较小的“恒星级黑洞”,还有通常端坐于星系中心的“超大质量黑洞”。“超大质量黑洞”与“恒星级黑洞”在质量上根本不是一个量级的,它们的质量动辄可达几百万至几十亿个太阳 黑洞会变大,这不奇怪。黑洞能够通过“吞噬”外部物质增加质量,变得“越来越大”。这些物质可以是靠得太近的恒星或星云,也可以是其他黑洞。人类的引力波天文台已经探测到很多起发生在遥远宇宙中的黑洞合并事件 但在那些“超大质量黑洞”身上,有一件事一直困扰着天文学家。他们发现这些黑洞如果按照典型的物质吞噬或黑洞合并概率,无法“长”到今天那么大 而这一次,研究人员对宇宙中多个与地球距离各不相同的椭圆星系中心黑洞参数进行了比较后,又发现了一个更奇怪的现象 椭圆星系是一类缺乏造星活动的星系,这意味着它们内部可供中心黑洞吞噬的物质已经耗尽。如果是这样,这就意味着它们中心的“超大质量黑洞”在星系停止造星后,便不会再明显地长大 研究人员分析的这些椭圆星系有些处于遥远的宇宙,意为它们处于宇宙的早期;有些处于较近的太空中,意为它们更接近宇宙的“今天”。当研究人员比较这些星系中心的“超大质量黑洞”后,吃惊地发现,“今天”的椭圆星系中心“超大质量黑洞”质量要比那些遥远宇宙中椭圆星系中心“超大质量黑洞”的质量大很多。而由于它们已经长期缺乏食物,这些多出来的质量不可能是它们通过这样的方式获得的 研究人员认为,这一现象表明,如果宇宙的加速膨胀是因为有“真空能”,亦即所谓的“暗能量”,那么黑洞的内部可能也包含有“真空能”,而且它们所包含的“真空能”与宇宙的膨胀是“耦合”的。这导致它们的质量在宇宙的膨胀过程中,同步增加了 研究人员通过计算发现,假如这种“耦合”确实存在,那么宇宙中的所有黑洞恰好能够解释今天我们所观测到的宇宙加速膨胀 研究人员建立的模型,能够为“暗能量”的起源提供一种较好的解释;与此同时也在数学上避免了黑洞内部出现“奇点”。但究竟是什么原因导致了这种“耦合”,却仍是一个谜 认为黑洞内存在“真空能”的看法并不是新的。但假如说黑洞内的“真空能”会与宇宙的膨胀“耦合”,也就是说它们是相互依赖的,并且找到观测证据,却是一个新的发现。它不但为我们揭示“暗能量”的本质提供了新思路,还能让我们对黑洞以及它们在宇宙中所扮演的角色进行反思 观测到黑洞的质量和宇宙年龄成正比,这应当算理所当然的现象罢?因为加速膨胀物质也会疏松,黑洞因为有着巨大引力阻碍疏松,这就使得观测上显得黑洞质量增大。
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