華楓清楚脈沖星靠消耗自轉能而彌補輻射出去的能量,因而自轉會逐漸放慢。
但是這種變慢非常緩慢,以致于信號周期的精確度能夠超過原子鐘。而從脈沖星的周期就可以推測出其年齡的大小,周期越短的脈沖星越年輕。脈沖星的特征除高速自轉外,還具有極強的磁場,電子從磁極射出,輻射具有很強的方向性。
由于脈沖星的自轉軸和它的磁軸不重合,在自轉中,當輻射向著觀測者時,觀測者就接收到了脈沖。脈沖星就是快速自轉的中子星。
中子星,是超大質量恒星爆炸形成超新星時殘留的內核,它是密度非常高的天體,相當于將太陽的質量裝入一個直徑僅有20千米的球體內。
中子星能夠每秒旋轉數百次,由于超強的引力作用和旋轉速度,中子星可在時空中形成較大的“漣漪”,但如果其表面包含隆起或其他瑕疵,時空中出現的“漣漪”將出現不均勻性。中子星的表面被認為是由富含中子微粒的結晶層,是一種固體堅硬的外層。中子星表面的原子排列地比鋼鐵更加緊密,其強度是鋼鐵斷點的100億倍。
堅硬的表面意味著中子星能夠支撐大量的表面隆起地形——“山脈”,可能在中子星表面能夠支撐一些10厘米高的地形隆起,延伸至幾公里之外。研究認為黃金和其他重金屬元素可能來自于中子星碰撞的大爆炸。
夸克星,是一種假設的星體。恒星爆發之后會留下遺骸,一顆中子星或者一個黑洞。但如果這個遺骸比上質量太小無法成為黑洞,比下質量太大無法形成中子星,則形成夸克星。雖然還沒有被觀測到,但天文學家們相信它們應該是存在的。夸克星其實是由奇異夸克物質所組成的,所以它們還被稱為奇異星。
黑洞,一種特別致密的暗天體。大質量恒星在其演化末期發生塌縮,其物質特別致密,它有一個稱為“視界”的封閉邊界,黑洞中隱匿著巨大的引力場,因引力場特別強以至于包括光子即組成光的微粒,速度c3108s在內的任何物質只能進去而無法逃脫。
黑洞的產生過程類似于中子星的產生過程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮,發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止,被壓縮成一個密實的星球。但在黑洞情況下,由于恒星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去,中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來的是一個密度高到難以想象的物質。
黑洞的最特別之處在于它的“隱身術”,原因是彎曲的空間。光是沿直線傳播的。根據廣義相對論,空間會在引力場作用下彎曲。形象地理解,好像光本來是要走直線的,只不過強大的引力把它拉得偏離了原來的方向。
在地球上,由于引力場作用很小,這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍,空間的這種變形非常大。這樣,即使是被黑洞擋著的恒星發出的光,雖然有一部分會落入黑洞中消失,可另一部分光線會通過彎曲的空間中繞過黑洞而到達地球。
所以,我們可以毫不費力地觀察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一樣,這就是黑洞的隱身術。黑洞會發出耀眼的光芒,體積會縮小,甚至會爆炸。當英國物理學家斯蒂芬·威廉·霍金于1974年做此預言時,整個科學界為之震動。他發現黑洞周圍的引力場釋放出能量,同時消耗黑洞的能量和質量。
如果在黑洞附近創生一對正負粒子,其中一個粒子被吸入黑洞,那么創生的反粒子會被吸入黑洞,而正粒子會逃逸,由于能量不能憑空創生,我們設反粒子攜帶負能量,一個反粒子被吸入黑洞可視為一個正粒子攜帶正能量從黑洞逃逸。而愛因斯坦的公式ec2表明,能量的損失會導致質量的損失。
當黑洞的質量越來越小時,它的溫度會越來越高。這樣,當黑洞損失質量時,它的溫