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黑洞大家都耳熟能详，分子黑洞则语焉不详。顾名思义，分子黑洞就是分子内的黑洞，这是美国堪萨斯州立大学的一个科学家团队新近提出来的概念。该大学的物理学家丹尼尔·罗勒斯和阿蒂姆·拉登科领导了一个国际合作项目，在加利福尼亚州门洛帕克SLAC国家加速器实验室用高强度X射线进行科学实验。 最近他们用世界上最强大的X射线激光照射一个小分子，却发生了一件匪夷所思的奇怪事情，使分子黑洞这个概念跃出纸面。研究人员使用一系列镜子将X射线聚焦到直径约100纳米的点上，产生了非常强大的能量，实在让人很难想象——即使把太阳照射到地球上的所有光线都聚焦到一个拇指指甲大小的地方，其单位面积的能量强度也仅有这个能量的百分之一。 科学家们用这种强大的激光脉冲照射碘甲烷(CH3I)和碘苯(C6H5I)分子，正如此前所料，X射线首先从碘原子的内层剥离电子，然后外层电子像弹珠一样，从外层轨道被拉进内层，由X射线脉冲继续喷射出去。令人惊讶的是，强劲的X射线不仅夺取了碘原子的电子，还继续把周围附着的甲基(碳和氢)上的电子夺走，暴力地喷射出去。这是科学家们此前从未看到过的现象，X射线在原子内部产生了大量的电荷，吸收周围的一切，这和宇宙中黑洞消耗恒星的行为如出一辙，施加在电子上的力比10倍太阳质量的天体物理黑洞周围物质受到的力还大得多。科学家们因而相信，他们在无意间制造出了分子黑洞，当然，天体物理黑洞产生的是强大的引力，而分子黑洞本质上是电化学的。 一些读者看到这里，心里可能已经有一万只鼓在敲打了：分子黑洞会不会吸收周围的物质变得越来越大，最后把我们地球都吞噬了?当然不会，前文已经说了，这个“黑洞”是电化学性质的，没有引力，不可能吞噬我们的地球。另外它存在的时间也极短，不到30飞秒(千万亿分之一秒)，整个分子就被强大的X射线摧毁了，如果要把它比喻成一瞬间都漫长得不可思议：一飞秒放大到一秒的话，一秒钟就相当于3200万年了。 这项研究5月31日发表在自然杂志上，可以让我们更好地了解x射线激光的分子效应，未来或可用于研究蛋白质、病毒和其他微小物质的结构，只是还有一个巨大的问题需要解决，使用这种技术的时候，我们如何避免分子黑洞摧毁周围的一切?黑洞的视界究竟是什么样的? 有没有人想过这样一个问题，假如黑洞表面是“硬”的，是一种实体，那么拥有强大引力的它，在吞食夜空中的繁星之时，又会发生什么样的事情呢? 爱因斯坦的相对论告诉我们，黑洞形成之时，所有的质量都会挤进一个体积无限小的奇点里。拥有无限高密度的奇点，产生了一个极为强大的引力场，在它的周围，制造出一个连光线也无法逃离的势力范围。这个范围的边界就是所谓的视界，也有人叫它事件地平(Event Horizon)。 人们通常认为，视界只是一个虚拟的边界。物体可以穿越它，只是穿越了它之后，由于它身上发出的所有光都无法越过视界，只能向着同一个方向——奇点飞行，因此视界之外的人就再也看不到它了。视界是个只进不出的边界。 但事实上，没人真正见到过视界。黑洞的中心究竟是不是奇点，也是不确定的。因为这是个数学推论，在现实物理世界中，很难想像会存在这样的东西。而且视界以内，奇点以外，又是个什么样的世界?也没有人知道。 要通过实验，来确认视界的特性，了解它究竟是个什么样的东西，科学家到目前为止还没有什么直接的好办法。谁也不知道黑洞中心到底有没有奇点，也许那里的物质还有体积，并未完全塌缩。如果是这样，那么视界是什么，就又要另当别论了。 不过美国德州大学的Pawan Kumar和他的研究生Wenbin Lu，以及哈佛史密森天体物理学研究中心的Ramesh Narayan想到了一个有趣的方法，可以测定恒星如果和极端大质量天体，比如黑洞相遇时会发生什么。并进一步让我们了解视界究竟是什么。 Kumar等人认为，假如黑洞——比如银河系中心的超大质量天体并不是黑洞，而是拥有体积，那么它的视界就不再是虚拟的了，它的性状可能会近似于固体表面。如果是这样，那么假如有恒星和它发生碰撞，那么恒星携带的气体就会在坠落的过程中发光，进而产生可供观测的效应，这些发光气体还会把“黑洞”包裹起来，持续几个月甚至几年时间。 基于这个灵感，这些研究人员使用夏威夷1.8米泛星(Pan-STARRS)天文望远镜进行了为期三年半的观测。通过计算邻近宇宙黑洞的密度，以及恒星坠入超大质量黑洞的概率，他们能够获知在这三年半时间内，可能发生过多少次这样的事件。假如他们能够观测到10次以上的发光事件，那么就可以证明视界是个实体，是“硬”的，而不是一个虚拟的边界;假如没有，那么相对论就是正确的，这些恒星应该是穿越了视界并从我们的视野中消失。 做这个实验的目的，主要还是因为当前的望远镜精度不够，无法对黑洞的视界特性进行直接观测。而这次实验并非为了证明视界是个实在的东西，只是想推进认知的前沿，为获得黑洞周围存在视界的确凿观测证据作一种试探。 前段时间广受关注的“视界望远镜”计划，已经在四月份对一个中心存在超大质量黑洞的一片区域完成了首次联合观测。如果一切顺利，那么不久我们可能就将获得首张黑洞视界的照片。但当前，其所获的数据仍在处理和评估中。 而Kumar等人的实验结果是可想而知的，他们“一无所获”，没有观测到一例假想中的闪光。他们把观测结果写成论文，发表在了《英国皇家天文学会每月通讯》上。这次实验的“失败”，对相对论来说却是个好消息。它表明人们对于黑洞的原有理解仍然可信，每个黑洞周围都存在着视界，一切跨越它的物质都会从我们这个可观测宇宙中消失。黑洞确实是一种奇异的天体。 由此我们也可以体会到，科学是一种讲究实证的学问。在没有证据(包括观测证据)之前，一切理论，即使多么合理，都只是假设。NASA明年发射太阳探测器!开启“触摸”太阳计划NASA明年发射太阳探测器!开启“触摸”太阳计划 本周三，NASA正式宣布将发起一个全新的探索计划，这个新探索计划的目的地是-太阳!NASA将派出探测器超近距离接触太阳，这将是人类有史以来最接近的太阳的一次探索活动。 目前距离太阳最近的记录由1976年的“赫利奥斯二号”探测器保持，“赫利奥斯二号”在距离太阳表面大约4300万公里位置研究太阳风暴和宇宙射线。NASA这个全新的太阳探测器的将经受高温及辐射的考验，尽可能的接近太阳，观测设置接触太阳风暴，揭开离我们最近的这颗神秘恒星的面纱。 我们的世界已经越来越多地依赖于在轨道上和地球表面上的卫星和飞行器，而这些卫星和飞行器一直被可能的太阳风暴和宇宙射线威胁。当然，某些极端情况下，在地球大气层中生活的人类也需要保护自己免受强烈带电粒子和辐射的伤害。 太阳能探测器正是以芝加哥大学天文物理学家尤金·帕克(Eugene Parker)命名，他在1958年发表的历史性的文章揭示了太阳风暴的存在。注意，这是第一次NASA以还活着的人来命名航天器。 尤金·帕克探测器计划在2018年8月发射，根据计划探测器将到达距离太阳600万公里的轨道处探究太阳的奥秘。 听上去不那么近?但这已经是目前人类科技的极限。在600万公里的距离上，探测器将在保持内部温度适宜的情况下，承受高达1400摄氏度的高温。而最新的碳纳米管和石墨烯等碳复合材料满足了科学家的要求，它们可以承受高温，且非常轻便。除了隔热罩以外，探测器将配置价值约15亿美元的水冷系统来为内部设备降温。 NASA在发布会上宣布，太空探测器将在2018年的7月31日-8月19日进入日冕。 该任务在各个方面都将是史无前例的，首先，这比过去任何任务都更接近太阳，也是史上首次人造探测器对太阳的接触。 其次，太空探测器将以俯冲方式进入日冕，时速高达43万英里，这是什么概念?相当于从纽约飞东京只需要花不到一分钟时间。 当然，与太阳进行亲密接触，太空探测器需要非常特别的材料才行，NASA就特制了太阳隔热板，以让探测器最终能够幸免，不仅是面对太阳的超级高温，还有随之而来的巨大温差。 我们期待NASA的最新计划，可以让我们更了解我们身边的暴君-太阳。 从小我们就从各种科普书籍和视频上得知，太阳是个大火球，为我们的生活带来光和热，它几乎是热等离子体与磁场交织着的一个理想球体。太阳附近的温度高达其表面的温度大约在5800K，这也就意味着人类的飞船在离太阳很远出就会被高温瞬间蒸发!但是为了了解它，必须去近距离接近它，这不，NASA有了一个大胆的想法，发射一颗太阳近距离勘测卫星! 虽然说是“近距离”观测卫星，也是在距离太阳表面650万公里的外大气层轨道,观测日冕的活动。这将是NASA第一个飞入日冕的探测器,也是人类首次近距离接触太阳! 美国宇航局5月31日在芝加哥大学威廉·埃克哈特研究中心宣布,将于2018年夏天发射一个高约3米、身穿12厘米厚碳复合保护罩的太阳探测器。来揭开太阳的神秘面纱! “太阳探测器”将装备厚达12厘米的碳复合外衣,可承受高达1400摄氏度的炽热和辐射,在最靠近太阳的地方以每小时72万公里的速度飞行。探测器这次主要是为了探索和观测太阳外部,了解太阳风。这将是人类探测器首次如此近距离接触太阳。 作为我们关注的更多的可能是这将对我们的生活带来哪些改变。 本次的太空飞行，将会回答一些长期以来困扰着天文学家的难题,有助于揭示太阳的运行机制,了解太阳与行星、地球的关系,提高人类预测太空天气的能力,改善会影响地球生命的主要天气事件,以及协助太空卫星和宇航员的观测。1.太阳大气外层磁场 由于磁场被认为在各类太阳活动中起到重要作用,科学家已对光球层磁场进行了许多精确测量,但对更外侧大气的磁场并没有太多的研究。2.太阳黑子 4000年前古时候祖先肉眼都看到了像3条腿的乌鸦的黑子，通过一般的光学太阳黑子望远镜观测太阳，观测到的是光球层的活动。在光球上常常可以看到很多黑色斑点，它们叫做“太阳黑子”。天文学家把太阳黑子最多的年份称之为“太阳活动峰年”，把太阳黑子最少的年份称之为“太阳活动谷年”。在不同的年份，太阳对于周围的星体，包括地球在内，发射的能量是不同的。3.太阳风暴 太阳发出大量的高能粒子到达地球轨道附近，将会严重危及宇宙飞行器内的宇航员和仪器的安全。当辐射来到地球附近时，与大气分子发生剧烈碰撞，破坏电离层，使它失去反射无线电电波的功能。无线电通信尤其是短波通信，以及电视台、电台广播，会受到干扰甚至中断。耀斑发射的高能带电粒子流与地球高层大气作用，产生极光，并干扰地球磁场而引起磁暴。
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