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萧萧千禧梦 第四章 顶级实验 (2)

送交者: 皇极藏木[♂☆★声望品衔7★☆♂] 于 2023-10-05 19:40 已读 954 次 4赞  

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“开玩笑了。公主不要认真啊。我私下里对南伯伯还是尊敬的。”

南李丽哼了一声,没再计较。

韩一迈整理了一下口气。“总之呢,国际天体物理学界,过去几十年观测X射线天体,揭示了很多新规律,所以现在想观测能量更高的天体,新的射电望远镜也就应运而生了。”

“我爸好象也这么说,但他从来没说过什么X射线天体。这不是你杜撰出来的吧?”

“我倒希望是。令尊大人没说过,不见得没有过呀。”韩一迈道,“X射线源的实验基本上做完了,也就过气了。大概15年前吧,诺贝尔奖都给了。当然就没有多少人在意了,但是了解一下总是好的。子曾经曰过:温故而知新。科研也是一样的。最好的开始就是先了解过去的成就。因为不了解过去,就不明白前沿在哪儿。”

“那发现什么规律了?”

“X射线天体本身就是很伟大的发现。进一步研究,发现这些X光的强弱是变化的,脉动的,所以X射线天体,大多数是脉冲星。”

“啊,我知道。你好像以前说过一次。”南李丽喜道,“那是双星结构。就是两个星球互相绕着转,但是只有一个发光。所以每过些日子,不发光的星球就把发光的遮住了一部分,光就暗下来了。然后循环往复,呈周期性。”

“天狼星的结构就是这样的,它有一颗不发光的伴星。”韩一迈点了点头,“不过,这是我说的吗?我可不记得了。”

“绝对是。你每一次跟我解释过什么,我都有印象的。”

“记性真好。”韩一迈赞道,“不过X射线天体并不发光。而且这种天体的脉动周期非常非常短。”

“有多短?”佟琳道。

“比你眨一次眼还短。”韩一迈笑道,“后来终于搞明白了,这些脉冲星,多数都是中子星。”

“也听说过哎。中子星,是不是全是中子组成的星体?”南李丽喜道。

韩一迈点了点头。“当年中子星还只是一种假设,属于超新星爆发的一种结果。发现脉冲星,等于间接地证实了中子星的存在。下一步是观测高能伽马射线天体,主要是看能不能间接证明黑洞的存在。”

“黑洞?哦,也听说过。好象我爸提过。”

“黑洞是广义相对论的一个预言,还没被证实。”

“那我有点明白了。”南李丽恍然大悟。“你看,你比我爸讲得清楚多了。”

“主要是你懂的也不少。是最佳科普对象。”韩一迈点头道,“做一做科普,其实令尊大人也是可以胜任的。”

“那当然。这是他的专业呀。他虽然懂得比你多,但是他不如你会说。”

“因为我半瓶子醋。”韩一迈嘴角露出一丝不易察觉的嘲讽。佟琳敏锐地发觉了,但是南李丽却没有在意。

“师傅,你刚才说的这个X射线,跟医院里的X光一样吗?”

“一样的。”韩一迈笑了笑,“但是不是从X光机里发射出来的,而是从天上来的。”

“那挺神奇的。”佟琳若有所思。

“我一直不太理解。这个伽马射线跟X光有什么区别?今天你提到X射线,我想顺便问一下。”南李丽皱眉道。

“伽马射线能量更高,比如这个望远镜,观测的伽马射线的最低能量是GeV水平,也就是10亿电子伏。X射线能量低,一般不超过30万电子伏。但是这是天体物理的说法。”

“那还有别的说法?看来科学也没有那么严谨么。”南李丽道。

“那不过是定义而已,具有历史的印记。比如阴极射线,就是电子么。现在的医学加速器,可以产生400万电子伏以上的X光。而常见的钴60放射源,产生的伽马射线的能量才100万电子伏。”

“钴60是不是《血疑》里,幸子一开始受到的那种辐射?”佟琳插言道。

“对。那就是钴60,记性不错。”韩一迈点了点头。

“你这一说我更糊涂了。到底谁能量高?伽马射线还是X射线?”南李丽不满道,“你到底有没有谱啊?”

“真没谱。”韩一迈嘻笑道,“严格地说,天体物理界从能量上区分X射线和伽马射线,似乎不太严谨。更严格的区分,不应该看能量,应该看起源。”

“什么意思?”

“简单说,伽马射线是原子核里产生的,或者类似于原子核的物质,比如黑洞里产生的。X射线则不是。但是随便拿出一个100万的光子,你可以叫它X光子,也可以叫伽马光子,物理上是一样的。”

“那还是有点不对。”南李丽思忖道,“现在假如我发现了一个天体,发射的能量是50万,你凭什么说它是X射线源,而不是伽马射线源?”

“对呀对呀,我也有类似的问题,但我问不出来。”佟琳插言道。

“宇宙中,产生50万电子伏的X射线的天体,理论上并不存在,所以它只可能是伽马射线。这么看,天体物理用能量区分X射线和伽马射线,也是严密的,有它的道理。”韩一迈解释道,“如果是5万电子伏,那这一类天体已经发现了,这是X射线脉冲星。”

“好吧。”南李丽道,“为什么脉冲星就是中子星?”

“你问题太多了。”韩一迈靠在椅子背上,“公主啊,你有完没完呀。我这饭都没吃好。”

“才问了几个你就烦了?”南李丽不满道,“你到底懂不懂?不懂就说一声。知之为知之,不知为不知。不懂,我也不难为你。”

“就这点儿ABC,有什么不懂的。”

“那就回答我刚才的问题。脉冲星为什么又叫中子星?”

“这是你说的。我没说过。”

“耍赖!你刚才说的。”南李丽气愤道,“你是不是一开始就骗我们呢?我这傻乎乎的还听你吹牛,你一直满嘴跑火车。”

“师傅。我证明你刚才说过。”佟琳帮腔道,“什么脉冲,我学不上来。但是你绝对说过。说过的话,不带缩回去的。”

“老虎属于猫科动物。那猫科动物指的就是老虎了?”韩一迈反问道,“你们两个是很漂亮的女孩子,那女孩子们是不是都很漂亮?”

佟琳和南李丽愣住了。

“逻辑不严密。”韩一迈道,“X射线脉冲星,可能是中子星,但也可能是白矮星。当然是中子星的情况比较多。”

“算你明白。”南李丽哼了一声,“你还没回答我的问题:中子星为什么发射X光?”

“因为中子星有自转,而且非常快。同时中子星又有很强的磁场。根据麦克斯韦方程,高速旋转的磁极产生电磁辐射,如果频率足够高,比如一秒钟自转10万圈以上,那就会产生X射线。”

“什么东西能一秒钟转10万圈?”佟琳讶异道。

“中子星啊。当然现实生活中没有这种情况。”韩一迈耸了耸肩。

“那伽马射线源,会不会也是这种脉冲星?”南李丽接着问。

“不可能。发射X光。每秒就要转至少10万圈,这已经够疯狂了。伽马射线频率太高了,动不动就每秒10亿次,这种频率脉冲星就不行了。产生这样的射线肯定有别的机理,比如黑洞。”

南李丽整理了一下思绪。“总算明白了为什么要搞这个实验,为什么是前沿了。”

“很不错。”韩一迈轻轻鼓掌,“公主能跟得上,说明还是有一定功底的。毕竟20多年家庭熏陶摆在那儿。好了。如果你的问题卡在这儿,那你今天可以满意而归了。现在赶紧吃饭,吃完了我送你回去。”

“我有很多问题。你才说通了一个。”南李丽隐约觉得韩一迈有送客的意思,这让她有一丝不快。

贴主:皇极藏木于2023_10_05 20:14:55编辑
贴主:皇极藏木于2023_10_05 23:07:44编辑
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