2010年十大天文物理学发现

1、2020/7/18,2010 十大天体物理学发现,北京时间12月8日消息，美国国家地理网站评选出2010年度十大天体物理学发现,天体物理学,天体物理学是应用物理学的技术、方法和理论，研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的学科。既是天文学的一个分支，又是物理学的一个分支；是天文学和物理学间的一门交叉学科。天体物理学是研究宇宙的物理学，应用物理理论与方法，天体物理学探讨恒星结构、恒星演化、太阳系的起源和许多跟宇宙学相关的问题。,2020/7/18,由于天体物理学是一门很广泛的学问，天文物理学家通常应用很多不同的学术领域，包括力学、电磁学、统计力学、量子力学、相对论、粒子物理学等等。由

2、于近代跨学科的发展，与化学、生物、历史、计算机、工程、古生物学、考古学、气象学等学科的混合，天体物理学大小分支大约三百到五百门主要专业分支，成为物理学当中最前沿的庞大领导学科，是引领近代科学及科技重大发展的前导科学，同时也是历史最悠久的古老传统科学。,2020/7/18,1.每个黑洞内都含有一个宇宙,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。,2020/7/18,美国印第安纳大学的物理学家尼克丹姆鲍勃拉姆斯基提出了一个有关落入黑洞的物质所作旋转运动

3、的崭新数学模型。根据他的方程，黑洞可能是不同宇宙间的时空通道，或者说，一种虫洞。被黑洞吞噬的物质并未如之前理论预言的那样塌缩成一个奇点，而是从黑洞的另一端以“白洞”的形式喷发出来。 根据爱因斯坦的广义相对论，当一个区域的物质密度达到极大时会产生奇点，通常这一现象会出现在黑洞的中心。这种奇点密度无限大，温度无限高，因而显得怪异。而如果鲍勃拉姆斯基的理论正确，那么这种奇异的现象或许根本就不存在,2020/7/18,2.时间将在50亿年后停止,物理学家在2010年10月表示，永久膨胀理论称我们的宇宙只是众多宇宙中的一个，该理论还预测时间将在50亿年后停止。,2020/7/18,一般认为，我们生活的宇

4、宙已经存在了超过140亿年，并且将继续存在数十亿年。但根据一份最新发表的论文，时间本身可能将于50亿年后终止。巧合的是，这一时间恰逢太阳耗尽燃料熄灭的那一刻。 这一研究依据的是一种“永恒膨胀”的理论。该理论认为我们生活的宇宙其实是一系列宇宙中的一个。这一巨大的结构是由无穷多个宇宙组成的，其中每一个宇宙都可以产生无穷多个“子宇宙” 这一理论的主要问题在于：在多重宇宙理论框架下，任何发生的事件都将发生无穷多次。这样就会使概率论的计算如估算地球大小行星普遍存在的可能性，变得几乎不可能。,2020/7/18,3.宇宙外潜伏未知“结构”新证据,据科学家2010年3月公布的一项研究结果，“暗流”并非偶然，

5、这强化了宇宙外潜伏着前所未知、前所未见“结构”的例证。,2020/7/18,2008年，科学家报告发现大量星系群正沿相同方向以360万公里的时速运行。这一诡异的现象无法以现有的宇宙质量分布模型解释。于是科研人员被迫作出了一个引起争议的猜测：这些星系群是受到了来自我们已知宇宙范围之外的引力作用。 而这一小组此次的发现证实这种宇宙“暗流”的延伸范围甚至超越了之前的想象，距离地球至少25亿光年。这项研究支持这样一个假设，即存在来自宇宙之外的引力，从而支持多重宇宙理论。,2020/7/18,4.爱因斯坦“重力论”适用于宇宙层面,据科学家2010年3月公布的一项研究结果，爱因斯坦近一百年前提出的重力论可

6、以解释星系间的距离，还能模拟太阳周围行星的运动。,2020/7/18,数百年来，牛顿的万有引力理论能很好的解释地球上的各种重力现象，但当将其运用到天体运行研究时，科学家们注意到了其中不一致的地方。 1916年，爱因斯坦发表了广义相对论。他指出引力的本质是物质的存在造成了时空的扭曲。这一理论很快被应用于天文学，并成功解决了一些神秘的问题。 当将爱因斯坦的相对论应用于遥远的星系，科学家们发现它们的引力作用要大于它们本身的质量，由此科学家们推测有一种探测不到的神秘“暗物质”存在。但时至今日，在星系研究层面对广义相对论的验证一直没有进行。 在这项新的研究中，来自普林斯顿大学的天体物理学家们分析了超过7

7、0000个明亮的椭圆星系的分布和运动情况，发现它们精确地遵循广义相对论。,2020/7/18,5.“大爆炸”造出“液态”宇宙,根据大型强子对撞机项目科学家在2010年12月公布的最新数据，在大爆炸发生后瞬间，宇宙就像非常稠密、超热液体一样活动。,2020/7/18,科学家们利用位于瑞士日内瓦附近的大型强子对撞击成功重现了大爆炸发生后瞬间的情形。实验人员将两束铅离子以接近光速的速度相撞。相撞产生了一种名为“夸克-胶子等离子体”的原始态物质。科学家们认为这种物质态仅仅短暂存在于早期宇宙。 顾名思义，这种“原始汤”由亚原子粒子夸克和胶子组成。夸克是带正电荷的质子和电荷中性的中子的主要组成成分。这两种

8、粒子共同组成了原子核。而胶子则使用“强作用力”将夸克“胶合”在一起。 先前的实验证明，在极端高温下，强作用力会变弱，因此这两种粒子可能会分开。人们从而认为，在宇宙早期的超高温度环境下，夸克和胶子应当相互远离，因此其性质应当很像气体。但是大型强子对撞机的实验否定了这一观点：撞击产生了大约10万亿摄氏度的极端高温。虽然只持续了一瞬间，但是足以满足科研人员的需求。他们发现在这一极端高温下，强作用力比想象中的要强。夸克和胶子间的作用力仍较为显著，因此可以说早期宇宙性质更类似“液体”而非气体。,2020/7/18,6.新物质或可解释宇宙存在,大约在137亿年前，大爆炸产生了大量物质，这些物质最终形成生命

9、、宇宙及万物。科学家在2010年8月表示，他们发现了一种新的物质，或能帮助他们揭开宇宙存在之谜。,2020/7/18,此次的新理论预言电子存在一种名为“电偶极矩”的属性，这类似于一块侧铁存在南北极一样。电子表现出负电性，说明其电荷的分布不均。偶极矩就是电荷量和正负电荷中心之间的距离的乘积，在这一特定条件下可视为负电荷的空间分布不对称。这种不对称将打破物质和反物质之间的对称性，这种不对称使得物质和反物质粒子同时开始衰变，但是速率不同。从而允许物质的存在。 为了寻找电子的“电偶极矩”，科学家们制成了一种名为“铕钛酸钡”的新型陶瓷材料。这种材料具备独特的磁场和电场性质，从而帮助科研人员探究这一难题,

10、2020/7/18,7.宇宙弦引发伽马射线爆发,科学家在2010年8月公布的一项研究中宣称，遥远宇宙中稍纵即逝但强度很大的“火球”可能是由看不见的宇宙弦时空中的超密度瑕疵拉拽产生的。,2020/7/18,伽马射线是最高能形式的光线。伽马射线暴则是宇宙中最明亮的事件之一。它大约每天在宇宙的某处发生一次。以便距离极其遥远有些远达130亿光年，但仍然能被地球附近的观测设备探测到。 伽马射线暴持续可见的时间从数秒到数分钟不等。科学家们认为这些长时间的射线暴是由大质量恒星核的塌缩并爆发造成的。但另外一些伽马射线暴则持续很短时间，远短于一秒，科学家对此的成因不了解。,2020/7/18,8.银河系中心发现

11、神秘气泡状结构,天文学家在2010年11月表示，两个前所未见的释放伽马射线的大气泡状结构正在银河系中心不断膨胀。,2020/7/18,这是两个之前不为人所知的巨大结构，由美国宇航局费米伽马射线探测器发现。这两个气泡结构沿银河系平面上下方向延伸超过25000光年。 普林斯顿大学物理学家大卫斯伯格在一场新闻发布会上说：“我们”一直认为自己对银河系已经非常了解，但是很显然这一发现说明在银河系的中心存在一种巨大的高能事件。 伽马射线是具有最高能级的光线形式。在宇宙中它们通常源自高能事件或天体，如超新星爆发、黑洞或中子星。目前科学家们对于这一巨大的泡状结构成因和能量来源尚不了解。,2020/7/18,9

12、.爱因斯坦相对论影响地球生物衰老速度,根据科学家在2010年9月公布的一项研究，我们站在楼梯上时的年衰老速度，要比站在平地上稍快一些。爱因斯坦相对论的玄妙之处就是其对时间的作用，而最新发现与这种作用联系起来，首次向世人展示了相对论如何影响实现世界的距离和时间构架。,2020/7/18,根据爱因斯坦的相对论，时间并非均匀流逝，而是会由于加速度的存在而变化。由于这一机制的作用，对于同一观测者而言，一台高速运动中的钟要比一台静止状态下的钟走得慢。这一原理是著名的“双生子佯谬”的基础。这一佯谬的内容是：如果一堆双胞胎中的一个被送入高速飞行的飞船内，当然返回地面时会发现自己的兄弟比自己老了许多。 广义相

13、对论同时也指出：重力加速度也会轻微地减慢时间。这就意味着：如果你所在的地方重力更大（更接近地心），你所经历的时间更慢，你的衰老速度变慢了。,2020/7/18,10.巴克球之谜揭开,天文学家在2010年7月宣布，他们在一颗死亡恒星的残骸中发现了巴克球(Buckyball)，这是科学家首次在太空中发现这种神秘物质。巴克球是由60个碳原子组成的一种天然分子，形成稳定、空心的球体。,2020/7/18,尽管巴克球的直径还不到一米的数十亿分之一，但这仍然是迄今在太空发现的最大分子。巴克球是富勒烯的一种，最早在1970年，人们首次预言它的存在。1985年，科学家在实验室中模拟富碳的老年恒星环境时首次意外证实它的存在。这一球体分子之所以被称为“巴克球”是为了纪念建筑师巴克明斯特富勒，他设计的测地线拱顶和这个分子的样子看上去很像。发现巴克球的化学家还因此获得了诺贝尔奖。 之后，