第642章 脉冲星
“这也就意味着当我们在你阅读这几行字时，如果有某个魔术师把太阳输出的光掐灭了，那也要8分多钟以后地球的天空才会黑下来。
你们说对不对？”
四号问道。
“可以这么说，比如创造了蟹状星云的那次超新星爆发，是我们国家的天文学家在1054年从地球上看到的，但爆发的地点离我们却有6 500光年左右。
所以，爆发产生的光也要经过这么些年的时间才能到达地球，而我们国家天文学家在1054年看到的事件实际上发生在公元前5446年前后。”
五号说道。
“好遥远的时间啊，几千年前的事情了，为什么要研究这些呢？”
吴刚有些纳闷地说道。
“你这是什么话，他们研究遥远的天体，有些是通过它们在恐龙漫游地球的年代发出的光，有些是通过它们在太阳系形成之前发出的电磁辐射。
通过研究广大宇宙中不同距离的天体，如星系，天文学家能够弄清宇宙自大爆炸中诞生以来是如何变化。
才能让我们了解宇宙，为太空移民奠定基础。”
五号说道。
“说到四维空间，说到太空移民，这又让我想到了度规，这个天文学名词。”
吴刚看着他们说道。
“这不就是估量空间或时空中两个事件之间关系的方法吗？”
李思特说道。
“没错。”
吴刚说道。
“我到是觉得，度规测量的关键在于，选择合适的度规能给出与测量所依据的参考系无关的距离量度。”
李思特说道。
“这可以借助著名的关于直角三角形三边长度的毕达哥拉斯定理来理解。”
虚妄说道。
“怎么说？”
吴刚问道。
“你们看，如果三角形斜边长度是s，其他两边长度是x和y，则据毕达哥拉斯定理有s^2=x^2+y^2。
这决定了斜边两个端点之间的最短距离。”
虚妄说道。
“这样的情况，在三维情况下，如果沿三个相互成直角的方向测量两点之间的距离，那么两点间的最短距离由公式s^2=x^2+y^2+z^2决定。
至于从何处开始测量 x、y和z，则是无关紧要的，s的数值永远相同。”
五号接话道
“这不就是让赫尔曼·闵可夫斯基意识到，利用阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论和洛伦兹变换公式，可以同样处理四维情形吗？
这时将有s^2=x^2+y^2+z^2- c^2t^2。
因子c是光速，它的出现使公式的时间部分具有与其余部分相同的长度单位，而爱因斯坦理论告诉我们，时间在某种意义上表现为负距离，这就是减号的来由。”
虚妄解释道。
“为什么是这样？”
楚云问道。
“因为c等于300亿厘米每秒，这在某种意义上表示1秒钟等价于-300亿厘米。
由于c^2t^2项的前面有减号，所以时间与负数的平方根有关，这使得时空有点不太好理解，但不会给计算带来任何麻烦。
尽管有这些复杂性，度规的很重要性质是，不论你从何处开始测量x、y和z，也不管你以何种方式运动，只要你是在一个惯性系中，四维时空中两点间的距离s永远是相同的。”
虚妄分析道。
“这个思维距离如何解释？”
楚云问道。
“这个四维距离叫做两个事件之间的间隔，它对一切惯性系中的观测者都是相同的。
不同观测者可以用不同方式分别测量x、y、z和t等参数中的每一个，但四个参数的联合度规总给出相同的间隔s。
这个特定的度规所描述的是发生在平坦时空中的事件之间的关系，是整体宇宙中事物相互关系的很好近似。”
虚妄解释道。
“但是，在处理只有广义相对论才能对其中事件性质给出合适描述的弯曲时空，例如黑洞附近时，则必须用更复杂的度规。”
五号补充道。
“你们都很厉害。”
楚云说道。
“还有吗？”
四号问道。
“没有了，你们还有什么要问的吗？”
五号看着他们说道。
“我现在想知道，什么是光度，到我提问了。”
虚妄看着他们说道。
“你可是机器人。”
楚云看着虚妄说道。
“机器人不代表什么都知道。”
虚妄谦虚地说道。
“通常，一颗恒星或其他天体的光度是它每秒钟辐射的能量。
光度有时用所有波长的电磁辐射总量表示，叫做热光度。
有时则指某个特定波长范围的辐射。
一颗恒星的光度决定于恒星的表面温度和表面，较大的恒星比同温度的较小恒星辐射更多的能量。”
五号一口气回答道。
“所以，表面温度相同的两颗恒星可能有极不同的光度，而光度相同的两颗恒星可能有完全不同的表面温度。”
李思特解释道。
“但是，恒星发射的总能量根本上取决于，恒星为了抗衡自身重量引起的坍缩而在其核心部分产生的压力。
所以质量和光度之间存在确定的关系，这个关系适用于一切通过核聚变产能来支持自身的恒星。”
五号说道。
“说的没错，但你们不要忘记了，恒星和其他天体的光度常用太阳光度的倍数表示。
太阳的光度等于3.83×10^26瓦特，有些暗星的光度只有太阳光度的大约万分之一，而有些短寿命亮星的光度可达太阳光度的百万倍。
所以恒星的光度直接决定了它的绝对星等。”
李思特看着他们说道。
“然后呢？”
楚云问道。
“我说完了。”
李思特说道。
“换话题。”
吴刚说道。
“你们大家都知道，在星际航行，脉冲星是量子卫星必备的太空导航，让我迷惘的是，为什么有一种脉冲星，叫做毫秒脉冲星？”
李思特看着他们说道。
“那是因为，辐射射电波脉冲的极快速自转的中子星。
和正常脉冲星不同的是，毫秒脉冲星被认为是比较年老的恒星，它们通过对双星系统中伴星物质或星际物质的吸积而加快了自转。
真正每秒钟自转1 000次的脉冲星并没有发现，但对这些实测周期为几毫秒的天体来说，毫秒脉冲星是一个略带夸张的合理名称。”
五号一口气说道。
“为什么？”
(本章完)
你们说对不对？”
四号问道。
“可以这么说，比如创造了蟹状星云的那次超新星爆发，是我们国家的天文学家在1054年从地球上看到的，但爆发的地点离我们却有6 500光年左右。
所以，爆发产生的光也要经过这么些年的时间才能到达地球，而我们国家天文学家在1054年看到的事件实际上发生在公元前5446年前后。”
五号说道。
“好遥远的时间啊，几千年前的事情了，为什么要研究这些呢？”
吴刚有些纳闷地说道。
“你这是什么话，他们研究遥远的天体，有些是通过它们在恐龙漫游地球的年代发出的光，有些是通过它们在太阳系形成之前发出的电磁辐射。
通过研究广大宇宙中不同距离的天体，如星系，天文学家能够弄清宇宙自大爆炸中诞生以来是如何变化。
才能让我们了解宇宙，为太空移民奠定基础。”
五号说道。
“说到四维空间，说到太空移民，这又让我想到了度规，这个天文学名词。”
吴刚看着他们说道。
“这不就是估量空间或时空中两个事件之间关系的方法吗？”
李思特说道。
“没错。”
吴刚说道。
“我到是觉得，度规测量的关键在于，选择合适的度规能给出与测量所依据的参考系无关的距离量度。”
李思特说道。
“这可以借助著名的关于直角三角形三边长度的毕达哥拉斯定理来理解。”
虚妄说道。
“怎么说？”
吴刚问道。
“你们看，如果三角形斜边长度是s，其他两边长度是x和y，则据毕达哥拉斯定理有s^2=x^2+y^2。
这决定了斜边两个端点之间的最短距离。”
虚妄说道。
“这样的情况，在三维情况下，如果沿三个相互成直角的方向测量两点之间的距离，那么两点间的最短距离由公式s^2=x^2+y^2+z^2决定。
至于从何处开始测量 x、y和z，则是无关紧要的，s的数值永远相同。”
五号接话道
“这不就是让赫尔曼·闵可夫斯基意识到，利用阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论和洛伦兹变换公式，可以同样处理四维情形吗？
这时将有s^2=x^2+y^2+z^2- c^2t^2。
因子c是光速，它的出现使公式的时间部分具有与其余部分相同的长度单位，而爱因斯坦理论告诉我们，时间在某种意义上表现为负距离，这就是减号的来由。”
虚妄解释道。
“为什么是这样？”
楚云问道。
“因为c等于300亿厘米每秒，这在某种意义上表示1秒钟等价于-300亿厘米。
由于c^2t^2项的前面有减号，所以时间与负数的平方根有关，这使得时空有点不太好理解，但不会给计算带来任何麻烦。
尽管有这些复杂性，度规的很重要性质是，不论你从何处开始测量x、y和z，也不管你以何种方式运动，只要你是在一个惯性系中，四维时空中两点间的距离s永远是相同的。”
虚妄分析道。
“这个思维距离如何解释？”
楚云问道。
“这个四维距离叫做两个事件之间的间隔，它对一切惯性系中的观测者都是相同的。
不同观测者可以用不同方式分别测量x、y、z和t等参数中的每一个，但四个参数的联合度规总给出相同的间隔s。
这个特定的度规所描述的是发生在平坦时空中的事件之间的关系，是整体宇宙中事物相互关系的很好近似。”
虚妄解释道。
“但是，在处理只有广义相对论才能对其中事件性质给出合适描述的弯曲时空，例如黑洞附近时，则必须用更复杂的度规。”
五号补充道。
“你们都很厉害。”
楚云说道。
“还有吗？”
四号问道。
“没有了，你们还有什么要问的吗？”
五号看着他们说道。
“我现在想知道，什么是光度，到我提问了。”
虚妄看着他们说道。
“你可是机器人。”
楚云看着虚妄说道。
“机器人不代表什么都知道。”
虚妄谦虚地说道。
“通常，一颗恒星或其他天体的光度是它每秒钟辐射的能量。
光度有时用所有波长的电磁辐射总量表示，叫做热光度。
有时则指某个特定波长范围的辐射。
一颗恒星的光度决定于恒星的表面温度和表面，较大的恒星比同温度的较小恒星辐射更多的能量。”
五号一口气回答道。
“所以，表面温度相同的两颗恒星可能有极不同的光度，而光度相同的两颗恒星可能有完全不同的表面温度。”
李思特解释道。
“但是，恒星发射的总能量根本上取决于，恒星为了抗衡自身重量引起的坍缩而在其核心部分产生的压力。
所以质量和光度之间存在确定的关系，这个关系适用于一切通过核聚变产能来支持自身的恒星。”
五号说道。
“说的没错，但你们不要忘记了，恒星和其他天体的光度常用太阳光度的倍数表示。
太阳的光度等于3.83×10^26瓦特，有些暗星的光度只有太阳光度的大约万分之一，而有些短寿命亮星的光度可达太阳光度的百万倍。
所以恒星的光度直接决定了它的绝对星等。”
李思特看着他们说道。
“然后呢？”
楚云问道。
“我说完了。”
李思特说道。
“换话题。”
吴刚说道。
“你们大家都知道，在星际航行，脉冲星是量子卫星必备的太空导航，让我迷惘的是，为什么有一种脉冲星，叫做毫秒脉冲星？”
李思特看着他们说道。
“那是因为，辐射射电波脉冲的极快速自转的中子星。
和正常脉冲星不同的是，毫秒脉冲星被认为是比较年老的恒星，它们通过对双星系统中伴星物质或星际物质的吸积而加快了自转。
真正每秒钟自转1 000次的脉冲星并没有发现，但对这些实测周期为几毫秒的天体来说，毫秒脉冲星是一个略带夸张的合理名称。”
五号一口气说道。
“为什么？”
(本章完)