黑洞中的超光速现象

1.脉冲星的发现

最初，人们认为，恒星如它的名字一样，永远不变。大多数恒星的变化过程是如此漫长，人们根本觉察不到它的变化。然而，并不是所有的恒星，都那么平静。后来人们发现，有些恒星也很“调皮”，变化多端。于是，就给那些调皮的恒星，起了个专门的名字，叫“变星”。

蟹状云团

蟹状星云位于金牛星座，距离地球6500光年，形成于1054年的一次壮观超新星爆炸中。每年有三个星期，在白天可观测它的存在，同时在夜晚会暂时比满月更明亮一些。中国古代书籍中，曾提及螃蟹云翳，称之为“寄宿恒星”。目前，在螃蟹云翳的中心位置，残留着以难以置信的速度旋转的中子星，每当它旋转一周时，会释放两道窄射电波射向地球。这种像灯塔似的发出周期性电波的中子星，叫做“脉冲星”。 脉冲星是快速旋转的中子星，其实就是变星的一种。

乔丝琳·贝尔

脉冲星

1967年10月，剑桥大学研究生乔丝琳·贝尔检测射电望远镜收到的信号时，发现狐狸星座有一颗星，发出一种周期性的电波。她无意中发现了这些有规律的脉冲信号的周期十分稳定，为1.337秒。经过仔细分析，科学家认为这是一种未知的天体。因为这种星体不断地发出电磁脉冲信号，人们就把它命名为脉冲星。一开始，人们对此很困惑，甚至曾想到，这是外星人给我们发的电报。第一颗脉冲星曾被叫做“小绿人一号”。起初她以为，这是外星人“小绿人”发来的信号，但在接下来不到半年的时间里，又陆续发现了数个这样的脉冲信号。后来人们确认这是一类新的天体，并把它命名为脉冲星。

脉冲星

由于脉冲星是在坍缩的超新星的残骸中发现的，它们有助于我们了解星体坍缩时发生的情况。还可通过对它们的研究，揭示宇宙诞生和演变的奥秘。而且，随着时间的推移，脉冲星的行为方式，也会发生多种多样的变化。每颗脉冲星的周期并非恒定如一。我们能探测到的是中子星的旋转能—电磁辐射的来源。每当脉冲星发射电磁辐射后，它就会失去一部分旋转能，且转速下降。通过月复一月，年复一年地测量它们的旋转周期，我们可以精确地推断出，它们的转速降低了多少、在演变过程中能量损失了多少，甚至还能够推断出，在因转速太低而无法发光之前，它们还能生存多长时间。事实还证明，每颗脉冲星，都有与众不同之处。有些亮度极高；有些会发生星震，顷刻间使转速陡增；有些在双星轨道上，有伴星；还有数十颗脉冲星，转速较快，高达每秒钟1000次。每次新发现，都会带来一些新的、珍奇的资料，科学家可以利用这些资料帮助我们了解宇宙。

知识小百科

什么是旋转黑洞？

旋转黑洞就是科学家常说的克尔黑洞，它有两个视界和两个无限红移面，而且这四个面还不重合。

视界才是黑洞的边界，是指任何物质（物理范围内）都无法逃脱的边界。无限红移面，是指光在这个面上发生无限红移，即光从一个边界射出后发生引力红移，红移后的频率为零。这一边界，就是无限红移面。

旋转的黑洞

施瓦西黑洞和带电黑洞的视界，与无限红移面是重合的，但是与克尔黑洞并不重合，两个无限红移面分别在内视界内部和外视界外部，它们与视界所围成的空间，分别叫做内能层和外能层。由于视界才是黑洞的边界，因此外能层不属于克尔黑洞，只能算作黑洞的附属部分。它们很像一个鸡蛋，克尔黑洞是蛋黄，外能层是外面包围的一圈蛋清。在一定条件下，外能层中的物质，可能穿出无限红移面进入外部世界。彭若斯证明，在特定条件下，能量较低的粒子穿入外能层后，可能从能层中获得能量，穿出时有较高的能量。这就是彭若斯过程。通过此过程反复操作，可以提取黑洞的能量，使能层变薄。这些能量，是黑洞的转动动能。能层变薄，黑洞转动动能减少。当外能层消失后，克尔黑洞退化为不旋转的施瓦西黑洞，因此不能再继续以这种方式提取能量了。克尔黑洞中的中心奇异区，不是一个奇点，而是由无数个奇点围成的一条圆圈线的奇环。