中子星和黑洞_《中子星自傳之謎》閱讀答案

更新時(shí)間：2019-06-02 來源：科學(xué)發(fā)展觀總結(jié) 手機(jī)版 字體：大中小

《中子星自傳之謎》閱讀答案

___________福克

科學(xué)家告訴我們，地球現(xiàn)在每天有24小時(shí)，而在遠(yuǎn)古的時(shí)候，地球上的一天比現(xiàn)在要短，大約只有20個(gè)小時(shí)左右。即使回到遠(yuǎn)古的地球，我們也不會(huì)感到有太大的不適。可是宇宙中卻有一種星體，在它的上面，一天只有1秒鐘！如果有人在那上面生活，恐怕都會(huì)發(fā)瘋。

這種星體就是幾十年前才被天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的中子星。中子星的密度極高，一湯匙中子星物質(zhì)的質(zhì)量可達(dá)10億噸。它們的外部是一層富含鐵的殼層，內(nèi)部是呈流體形式存在的中子海洋。這種奇異的天體來自超新星爆發(fā)，恒星的外殼爆炸破碎后被拋向太空，其他的大量物質(zhì)向中央坍縮，形成了高溫致密的中子核。這就是神秘的中子星的來歷。

中子星自轉(zhuǎn)速度極快，大多數(shù)的自轉(zhuǎn)周期在1秒左右，最快的一顆甚至能達(dá)到1.6毫秒轉(zhuǎn)一周。它們還擁有強(qiáng)大的磁場，從磁極不斷地釋放出成束的電磁輻射，而且磁極的方向并不和自轉(zhuǎn)軸重合。中子星釋放電磁波時(shí)，像一個(gè)燈塔一樣向宇宙空間掃射著光束，方向合適的話，隔一段時(shí)間就會(huì)發(fā)射到我們這個(gè)方向一個(gè)信號(hào)，這就是天文學(xué)家所觀察到的有規(guī)律的無線電信號(hào)。

然而，中子星為何自轉(zhuǎn)速度如此之快？這個(gè)問題讓天文學(xué)家難以解釋。

以前天文學(xué)家給出的解釋是星體角動(dòng)量守恒的需要。中子星旋轉(zhuǎn)的角動(dòng)量是從它的前身——恒星的旋轉(zhuǎn)那里繼承下來的。由于恒星坍縮成中子星后體積減小，因此自轉(zhuǎn)速度就會(huì)增加。這個(gè)道理跟芭蕾舞演員的舞蹈類似。當(dāng)一個(gè)體態(tài)輕盈的舞者腳尖點(diǎn)地旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，如果她收回原本伸展開的雙臂，旋轉(zhuǎn)的半徑減小了，她的旋轉(zhuǎn)速度就會(huì)變快。

但是人們很快就發(fā)現(xiàn)了問題，應(yīng)用角動(dòng)量守恒的理論只能解釋那些自轉(zhuǎn)速度非常快的中子星，一旦研究那些轉(zhuǎn)速中等的中子星時(shí)，理論偏差就會(huì)出現(xiàn)。難道中子星的旋轉(zhuǎn)并不是完全來自于恒星臨終前的饋贈(zèng)嗎？

為了解開這一謎團(tuán)，最近，美國科學(xué)家在超級(jí)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行了三維立體模擬，對(duì)中子星旋轉(zhuǎn)的起因給出了最新的解釋。他們發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致中子星快速自轉(zhuǎn)的“始作俑者”并不是先前恒星的角動(dòng)量殘余，而是恒星發(fā)生超新星爆炸時(shí)產(chǎn)生的震蕩波。這種震蕩波極不穩(wěn)定，并且產(chǎn)生了兩種情況的旋流，一個(gè)旋流在外部，流向震蕩波的下方，另一個(gè)旋流在恒星內(nèi)部，流向相反，并引起了中子核的旋轉(zhuǎn)。兩種旋流的力量綜合在一起，最終導(dǎo)致了中子星以一定的速度自轉(zhuǎn)。這個(gè)計(jì)算機(jī)模擬為揭開中子星的旋轉(zhuǎn)之謎提供了新的思路。

旋轉(zhuǎn)的燈塔雖然沒有帶來外星人的訊息，但卻把人類探索宇宙的道路照得更遠(yuǎn)，總有一天人類能對(duì)宇宙深處的中子星了如指掌。（選自《大科技·科學(xué)之謎》2007年第5期）

1.從整體看，全文重點(diǎn)說明了哪兩個(gè)問題？

2.對(duì)于中子星自轉(zhuǎn)速度如此之快的兩種解釋分別是什么？它們碰到的難題或研究的意義分別是什么？

3.用簡潔的語言，為本文擬制一個(gè)恰當(dāng)?shù)臉?biāo)題。

參考答案：1.中子星的來歷和自轉(zhuǎn)周期；中子星自轉(zhuǎn)速度快的原因。2.兩種解釋：星體角動(dòng)量守恒的需要；恒星發(fā)生超新星爆炸時(shí)產(chǎn)生的震蕩波。難題或意義：解釋速度中等的中子星時(shí)會(huì)出現(xiàn)理論偏差；為揭開中子星的旋轉(zhuǎn)之謎提供了新的思路。3.示例：一天只有一秒；中子星自傳之謎；中子星——一天只有一秒。

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