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第152章 二维实解析流形

2014年4月,天文学家在浩瀚的宇宙之中发现了一颗已有110亿年寿命的白矮星,它的温度之低已经使构成它的碳结晶化,成为了一颗“钻石星球”。

白矮星,是演化到末期的恒星,主要由碳构成,外部覆盖一层氢气与氦气。

白矮星,在亿万年的时间里逐渐冷却、变暗,它体积小,亮度低,但密度高,质量大。

此次发现的白矮星距离地球约900光年,在水瓶座的方向。

据估计,这颗白矮星与地球大小相仿,已有110亿年的寿命,约与银河的寿命相当。

它是人类迄今为止发现的温度最低、亮度最暗的白矮星,这是为什么呢?

由于温度降低,构成这颗白矮星的碳已经结晶化,使它成为了一颗“钻石星球”。

此前,科学家们曾发现半人马座一颗名为“BPM37093”的白矮星,直径达4000公里,重量相当于10的34次方克拉。

科学家们从它的脉动振荡着手,推断出它的核心,已经结晶。

不过,尽管分子结构相似,但宇宙中的这种“钻石”与通常所说的钻石并不完全相同,仅从重量上,就不是人类身体所能承受的。

因此,这颗“钻石星球”尽管价值连城,但最适合它的位置,仍然是浩瀚宇宙中的微光。

2015年,西班牙马德里国家天文台科学家,利用欧洲南方天文台的观测设施,再结合加纳利群岛上的望远镜,天文学家在行星状星云Henize 2-428的中心惊奇地发现了两颗白矮星,它们是由白矮星构成的密近双星。

这两颗白矮星近环绕彼此旋转,间距越来越近,大约7亿年后两颗星合二为一之时,它们便会拥有足够的物质,引发一场剧烈的超新星爆炸。

此次发现的这两颗白矮星,总质量大约为太阳的1.8倍,每4个小时相互绕转一周。

这两颗恒星相距足够近,按照爱因斯坦的广义相对论,它们会因为辐射引力波而盘旋着越靠越近,在未来7亿年内最终合并成一颗恒星。

这是迄今发现的质量最大的白矮星双星,未来当这两颗白矮星合并为一体时,它们将发生一场失控的热核爆炸,产生出一颗Ia型的超新星。

合并而成的那颗恒星质量太大,会超过白矮星的理论上限,没有任何东西能够阻止它在自身引力作用下坍缩,继而爆炸成一颗超新星。

这一观测结果支持了,这样一个理论:中央双星或许可以解释某些行星状星云的古怪形状,不过一个,更有趣的结果,也随之而来。

利用加纳利群岛的望远镜,所做的进一步观测,让科学家能够测定这两颗恒星的轨道,并推算出它们各自的质量及两者的间距。

2015年02月13日,欧洲南方天文台的科学家,利用甚大望远镜阵观测到,行星状星云Henize 2-428内部的两颗白矮星,白矮星将在7亿年后合并,形成1a型超新星的首个案例。

精星灵,曰:“太阳演变。太阳上绝大多数的氢正逐渐燃烧转变为氦,可以说太阳正处于最稳定的主序星阶段。对太阳这样质量的恒星而言,主序星阶段约可持续110亿年。恒星由于放出光而慢慢地在收缩,而在收缩过程中,中心部分的密度就会增加,压力也会升高,使得氢会燃烧得更厉害,这样一来温度就会升高,太阳的亮度也会逐渐增强。太阳自从45亿年前进入主序星阶段到如今,太阳光的亮度增强了30%,预计今后还会继续增强,使地球温度不断升高。65亿年后,当太阳的主序星阶段结束时,预计太阳光的亮度将是如今的2.2倍,而地球的平均温度要比如今高60℃左右。届时就算地球上仍有海水,恐怕也快被蒸发光了。若仅从平均温度来看,火星反而会是最适宜人类居住的星球。在主序星阶段,因恒星自身引力而造成收缩的这股向内的力和因燃烧而引起的向外的力会互相牵制而达到平衡。但在65亿年后,太阳中心部分的氢会燃尽,最后只剩下其周围的球壳状部分有氢燃烧。在球壳内不再燃烧的区域,由于抵消引力的向外的力减弱而开始急速收缩,此时太阳会越来越亮,球壳外侧部分因受到影响而导致温度升高并开始膨胀,这便是另一个阶段--红巨星阶段的开始。红巨星阶段会持续数亿年,其间太阳的亮度会达到如今的2000倍,木星和土星周围的温度也会升高,木星的冰卫星以及作为土星特征的环都会被蒸发得无影无踪,最后,太阳的外层部分甚至会膨胀到如今的地球轨道附近。另一方面,从外层部分会不断放出气体,最终太阳的质量会减至主序星阶段的60%。因太阳引力减弱之故,行星开始远离太阳。当太阳质量减至原来的60%时,行星和太阳的距离要比现在扩大70%。这样一来,虽然水星和金星被吞没的可能性极大,但地球在太阳外层部分到达之前应该会拉大距离而存活下来,火星和木星型行星(木星,土星,天王星,海王星)也会存活下来。像太阳这般质量的星球,在其密度已变得非常高的中心部分只会收缩到一定程度,也就是温度只会升高到某种程度,中心部分的火会渐渐消失。太阳逐渐失去光芒,膨胀的外层部分将收缩,冷却成致密的白矮星。通过红巨星时代考验而存留下来的行星将会继续围绕太阳运行,所有一切都将被冻结,最后太阳系迎接的将会是寂静状态的结束。”

月净威,哈佛大学科学家,道:“若太阳这种恒星,变为白矮星,每秒自转一周。密度至少为1.41*10^11 kg/m^3。2015年02月,发现其中央存在两颗白矮星,质量比太阳要小一些,但两颗白矮星正在相互靠近,大约在7亿年内它们会发生合并,产生一次1a型超新星爆发,最终这两颗白矮星会在一场超级爆发中烟消云散。”

精星灵,曰:“黎曼曲面。在数学中,黎曼曲面是德国数学家黎曼为了给多值解析函数设想一个单值的定义域而提出的一种曲面。用现代的语言说,黎曼曲面就是连通的一维复流形。黎曼曲面的研究不仅是单复变函数论的基本问题之一,而且与众多的现代数学分支有紧密联系,如多复变函数论、复流形、代数几何、代数数论、自守函数等。”

月净威,哈佛大学科学家,道:“简介。数学上,特别是在复分析中,一个黎曼曲面是一个一维复流形。黎曼曲面可以被认为是一个复平面的变形版本:在每一点局部看来,他们就像一片复平面,但整体的拓扑可能极为不同。例如,他们可以看起来像球或是环,或者两个页面粘在一起。黎曼曲面的要点在于在他们之间可以定义全纯函数(holomorphic function)。黎曼曲面被认为是研究这些函数的整体行为的自然选择,特别是像平方根和自然对数这样的多值函数。”

精星灵,曰:“函数 f(z)= sqrt(z)的黎曼曲面。每个黎曼曲面都是二维实解析流形(也就是曲面),但它有更多的结构(特别是一个复结构),因为多值函数的无歧义的定义需要用到这些结构。一个实二维流形可以变成为一个黎曼曲面(通常有几种不同的方式)当且仅当它是可定向的。所以球和环有复结构,但是莫比乌斯圈,克莱因瓶和投影平面没有。”

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