天天观察：1.4亿光年外中子星合并，粒子速度达到光速的7倍，爱因斯坦错了？

来源：星空承载梦想　2023-01-29 21:37:11

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在人类科技发展的道路上，出现了很多伟大的物理学家，比如说牛顿、爱因斯坦、伽利略、哥白尼、薛定谔、霍金等等，这些伟大的物理学家为人类科技发展起到了重大的作用，如果说牛顿出现以后，给人类打开了宇宙的大门，那么爱因斯坦的出现就给人类探索宇宙指明了方向，牛顿的万有引力定律解释了天体运动的基本理论，在很多年内，人类一直都坚信万有引力定律，万有引力解释了天体运动的规律，并且指出了木星、土星的卫星围绕行星转动，同时也受到太阳引力的影响，而且根据万有引力定律，科学家还解释了月球运动中发现的二均差，牛顿认为时空是平直的，不管距离多远，引力的作用都是瞬间完成的。

不过在人类发展科技的同时，很多科学家发现了万有引力定律存在一定的缺陷，万有引力定律只适用于宏观层面，并且适合低速移动的物体，直到爱因斯坦出现以后，才完美的弥补了万有引力的缺陷，爱因斯坦认为，引力其实是不存在的，质量小的天体之所以会围绕质量大的天体运动，是因为质量大的天体能够将宇宙薄膜压弯，所以质量小的天体才会围绕质量大的天体转动，根据爱因斯坦的理论，科学家解释了水星近动现象，而且还发现了重力波，如果按照爱因斯坦的理论，那么我们的宇宙就是一个巨大的宇宙薄膜，所有的天体都依附在这张巨大的薄膜上面，从目前的研究来看，爱因斯坦的理论要比牛顿的万有引力定律更加完美一些。

(资料图片仅供参考)

在牛顿和爱因斯坦之后，还出现了很多伟大的科学家，在科学家的推动下，人类对宇宙有了大概的认知，现在我们知道，宇宙中的天体种类非常多，有恒星、行星、彗星、小行星、中子星、黑洞等等，其中最神秘的就是黑洞，黑洞的引力非常强大，能够吞噬任何物质，最早提出黑洞的科学家是约翰.米歇尔，他认为，如果一颗天体拥有和太阳同等的质量，而且这个天体的直径只有3000米，那么这个天体的表面引力一定非常大，后来在1916年的时候，爱因斯坦发表了广义相对论，在广义相对论中，爱因斯坦预言了一种天体，当这种天体的质量达到一定程度，那么光都无法逃离它的引力。

后来德国物理学家卡尔史瓦西给了黑洞一个精确的解释，他认为大量的物质集中在一点的时候，就会使周围产生视界，一旦进入这个视界，物体就会被吸进去，后来科学家把这个神秘的天体称为是黑洞，目前科学家也在积极的研究黑洞的奥秘，不过比黑洞引力小一些的天体是中子星，中子星是恒星演化到末期的一种形态，由于引力塌缩发生超新星爆炸之后，可能会变成中子星，一颗典型的中子星质量大约是太阳质量的1.35倍到2.1倍之间，半径在10公里到20公里之间，科学家通过计算得出，中子星上面一立方厘米的物质，它的质量就达到了1亿吨或者10亿吨左右。

如果把我们的地球压成中子星，那么地球的半径只有22米，像太阳这么大的恒星如果被压缩成中子星，那么它的半径只有10公里左右，从这些例子中我们就能够知道中子星的密度非常大，中子星是20世纪人类最大的发现之一，为人类探索宇宙起到了重大的作用。

一般来说，恒星死亡以后会变成三种物质，质量小的恒星死亡以后会变成白矮星，质量中等的恒星死亡以后会变成中子星，超大质量的恒星死亡以后会变成黑洞，科学家在观测宇宙时，在1.4亿光年外发现了一对中子星，而且这对中子星在合并过程中喷射出了高能粒子流，这些高能粒子流的飞行速度达到了光速的7倍，光速的7倍有多快大家能够想象吗？光速是人类在宇宙中发现的最快的飞行速度，光速每秒大约是30万千米，目前人类的飞行速度连光速的百分之一都达不到，光速的7倍已经是非常快的速度了，看到这里，可能很多人会产生一个疑问，就是根据爱因斯坦的理论，任何有质量的物体都无法达到光速。

更不可能超越光速，那么中子星合并过程中喷射出来的高能粒子流达到了光速的7倍，是不是意味着爱因斯坦的理论错了？其实这种超光速运动只是一种幻象，这种现象在宇宙中并不少见，并且有很多天体都会出现近光速喷流的天体事件，这是和物质的速度以及飞行方向有关系，它们的速度一般都接近光速，并且一些面朝地球飞来，当喷流本身以接近光速的速度靠近地球，后面发出的光每次都和地球很近，和地球距离更短，所以这些光达到地球的时间也会缩短，这样我们看上去就比实际的速度快很多。科学家通过计算，最终得出它的真正速度大约是光速的百分之99.97.这个速度已经非常快了。

那么为什么光速无法超越呢？在狭义相对论中，物体的质量会随着速度的增加而增大，在速度接近光速的时候，物体的质量会趋向于无限大，如果想要进一步加速，那么就要耗费无穷多的能量，这显然是不可能的，所以爱因斯坦认为，光速是无法超越的，假如说，如果我们拿着两个手电筒发出的光相向而行，那么这两束光的相对速度就是两倍光速，按照这个理论，如果一个人拿着手电筒向前跑，那么手电筒的光速应该超过了原本的光速，毕竟跑步的速度加上光速的速度，肯定大于光速本身的速度，不过根据侠义相对论中的质增效应，向光速逼近的过程中物体的质量会变得无限大。

而宇宙中不存在无限大的物质，所以物体的速度无法超越光速，不过目前在宇宙中存在超光速现象，比如说宇宙膨胀的速度，在20世纪初的时候，美国物理学家埃德温.哈勃发现了宇宙膨胀的现象，这个现象表明，宇宙膨胀的速度远远地超过了光速，那么这个现象违反了爱因斯坦的理论吗？科学家认为，宇宙膨胀是空间运动，和光速无法超越的理论并不冲突，所以宇宙膨胀能够超越光速，虽然光速对于人类来说很快，但是面对浩瀚的宇宙，光速也显得很慢，目前人类能够观测到的宇宙直径达到了930亿光年，而这还并不是宇宙的全部范围，宇宙或许比我们想象的还要大。

目前科学家也在积极的探索宇宙的边界，在宇宙中，中子星已经是非常强大的天体了，中子星的合并和黑洞合并是有区别的，由于黑洞连光都能够吞噬，所以黑洞合并是不可见的，但是中子星合并会释放出耀眼的光芒，科学家发现的这两颗中子星合并事件，是通过引力波探测到的，引力波信号率先到达地球，频率从24赫兹增加至几百赫兹，共持续约100秒，引力波到达地球的1.7秒后，NASA的费米卫星观测到了随后到来的伽马辐射闪光。这是第一个也是迄今为止唯一一个同时检测到引力波和电磁辐射的宇宙事件。不过除了中子星合并之外，科学家还观测过黑洞和中子星合并的景象。

一开始科学家认为，中子星和黑洞能够在引力的作用下相互纠缠一段时间，毕竟两个天体都是宇宙中最强大的天体，但是让科学家没有想到的是，中子星竟然被黑洞一口吃掉了，在这个过程中释放出了巨大的引力波，引力波最终被科学家观测到，科学家经过计算得出，这两个天体的前身都是太阳质量8倍以上的恒星，不过最终的结果和爱因斯坦预想的一样，黑洞是宇宙中最强大的天体，任何物质都无法逃离黑洞的引力，连中子星也不例外，我们的太阳在恒星的当中属于小质量的恒星。所以太阳死亡以后会变成白矮星。不过相比于其它恒星来说，太阳的寿命很长，达到了100亿年。

一些体积很大的恒星，它们的寿命都很短，比如说盾牌座UY，它的寿命只有几千万年左右，为什么体积和质量大的恒星寿命短呢？由于质量小的恒星自身的引力也小，其内部产生的高温高压也比较低，只可以启动核心部分的核聚变反应，这样一来，物质聚变的速率就非常慢，但是质量越大的恒星，它的内部温度很高，星体活动非常活跃，内部核聚变区域很大，聚变的速度也非常快，所以它们的寿命就很短，比如说一颗恒星表面以下10万公里深处进行核聚变反应，那么直径20万公里的恒星只有在最核心处聚变，直径50万公里的恒星，中心20万公里区域会进行核聚变。

也就是说体积和质量越大，它中心核聚变的区域就越大，这就类似于大火炉和小火炉，大火炉燃烧的猛烈，所以燃料消耗的就很快，而小火炉燃烧慢，所以燃料消耗的就慢，我们的太阳从诞生到现在已经燃烧了50亿年的时间，也就是说再过50亿年，太阳的寿命就会走到尽头，到时候人类必须找到一个新的家园，这样人类的文明才能够长久的发展下去，小编希望人类能够早日解开宇宙的奥秘，能够成为宇宙的主宰，对此，大家有什么想说的吗？

关键词：爱因斯坦万有引力定律宇宙膨胀

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