天體物理學
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
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它也是人類到目前為止發現的最強物質——
據美國物理學家組織網近日報道，來自美國和加拿大的三名科學家進行的計算機模擬表明，中子星表面下的核物質——所謂的“核面食”可能是宇宙中最強的物質。研究人員稱，新的模擬結果可以幫助他們更好地理解引力波等重要天體物理學現象。
以前的研究表明，當恒星到了一定年齡時，就會爆炸并坍縮成大量的中子——所謂的中子星。這些恒星的表面非常致密，使表面物質堅硬異常。而新研究提供的證據表明，表面下方的材料強度更高。
天體物理學家推測，恒星變成中子星時，密集的中子會以不同方式被推移和拉動，導致其在表面下形成各種形狀。
這些形狀類似不同種類的意大利面食，因此被統稱為“核面食”，但根據不同的形狀來命名，比如“馬鈴薯團子（gnocchi）”“烤寬面條（lasagna）”等。
研究團隊利用超級計算機耗費200多個小時進行的模擬研究顯示，“核面食”強度確實超過了地殼上的物質，達到鋼的100億倍，它們可能是整個宇宙中最強的物質。
模擬還支持了另一種理論——中子星由于其強大的引力可能在時空結構中產生漣漪。理論上的波紋效應是由于“核面食”不規則的形成方式所造成，這意味著中子星可以發射引力波，有朝一日可被地球上的超敏感設備觀測到。
來源：世界先進制造技術論壇
展開 【引言】
拓撲學在現代物理學的前沿領域中起著非常重要的作用。眾所周知，拓撲性質已經在凝聚態物質和經典波中被廣泛報道。此外，拓撲學也被用于廣義相對論和現代宇宙學。由于最近引力波探測的突破，人們對宇宙時空的拓撲效應將會越來越感興趣。特別是，理論家預測，在早期宇宙中Higgs真空場對稱性破裂期間，當與這種對稱性破裂相關聯的真空流形的拓撲不是簡單地連接在一起時，可能會形成一些拓撲缺陷。例如單極子、宇宙弦和疇壁，它們分別是時空的0維、1維和2維拓撲缺陷。天體物理學中對這些拓撲缺陷的實驗觀察將徹底改變宇宙的視覺。此外，各種論證，如宇宙弦產生的宇宙微波背景輻射中的引力波和特定印記，可能被提出用于天文觀測。然而，據作者所知，迄今為止，在天體物理學中還沒有觀察這些拓撲缺陷的好方法。幸運的是，來自實驗室環境中各種系統的模擬模型受到了研究宇宙中不容易接近的現象的可能性的推動。例如Hawking–Unruh和Bose–Einstein凝聚體。
另一方面，基于控制介電常數和磁導率分布的超材料的轉換光學可以被廣泛研究，以設計許多具有新光學應用的人造材料。變換光學最重要的應用是隱形斗篷，其中光線被視為變形空間中的線性平行測地線。在愛因斯坦的廣義相對論中，時空曲率是由能量和動量決定的。最近，通過將時空度量映射到具有局部曲率的電磁介質本構參數，模擬廣義相對論現象成為可能。除了三維超材料之外，超表面(二維超材料)具有易于制造和低傳播損耗，是一種操縱電磁波的新方式。特別的是，不同種類的超表面已經被用來控制表面波的傳播。
展開 圖片來源：《科學》雜志網站
今日視點
據美國《科學》雜志官網近日報道，對美國國家航空航天局（NASA）的天文學家來說，今年可謂流年不利。其詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的發射日期已被推遲到2021年3月，而且成本已超過88億美元；與之“同病相憐”的還有寬視場紅外巡天望遠鏡（WFIRST），該望遠鏡旨在確定神秘暗能量的本質，或將超支4億美元。
然而，這無法阻擋天文學家們追求星辰大海的夢想。美國天體物理學領域的《十年調查》于上月啟動，旨在為NASA、美國能源部和國家科學基金會的未來任務確定優先事項，其中關鍵任務之一是從四個擬議的望遠鏡項目中挑選一個，做JWST和WFIRST的“接班人”。
《科學》雜志的報道稱，目前已“浮出水面”的這“四朵金花”各有千秋，無論最后選中哪朵，關鍵是進行成本控制，不要步JWST和WFIRST的后塵。
四大方案 浮出水面
這四大擬議的望遠鏡包括：“大型紫外/光學/紅外測量儀”（LUVOIR），這款15米寬的巨型望遠鏡的集光能力將是哈勃太空望遠鏡的40倍，旨在追溯到宇宙的第一個星系，并厘清宇宙其他地方是否有生命存在這一亙古謎題。
“宜居系外行星天文臺”（HabEx）也致力于回答上面的問題，但其鏡面比較小。HabEx將攜帶一個足球場大小的遮星板一起飛行。遮星板可阻擋恒星的眩光，揭示類地系外行星。HabEx將仔細檢查系外行星發出的微弱光線，以尋找生命的信號。
林克斯X射線天文臺（Lynx Xray Observatory）將收集宇宙第一批黑洞發出的X射線，了解它們如何幫助星系形成和演化。
“起源太空望遠鏡”（Origins Space Telescope）上的設備可將望遠鏡冷卻到絕對零度以上4℃，對幫助恒星和行星形成的冷氣體和塵埃發出的一種紅外輻射進行研究。
展開 但它不是唯一的候選星球，近日，芬蘭天體物理學家 Pekka Janhunen將谷神星在候選星球目錄的順序提到了第一位，這是一顆位于火星和木星之間小行星帶的矮行星，作為軌道巨型衛星的所在地。谷神星與地球的距離與火星相同，并且含有豐富的氮，這對于創造大氣層至關重要。
使用 COMSOL 多物理場仿真軟件模擬自適應光學系統
使用多物理場仿真對自適應光學系統進行設計有很多好處，特別是對帶有不同 MEMS 執行器的可變形鏡進行設計。COMSOL Multiphysics 仿真軟件平臺是對這類自適應光學系統中的關鍵部件進行建模的理想工具。
自適應光學，特別是它在天文系統中的應用，曾經是我們多次在用戶年會上重點討論的話題。現代天體物理學是一門高科技科學，它從工業和研究之間的緊密聯系中獲取能量，用于解決宏大的科學項目中的各種工程挑戰。
天體物理學科學和工程的一個挑戰是開發大型先進望遠鏡，其鏡面直徑從幾米到高達 40 米。例如，目前正在夏威夷 Mauna Kea 天文臺建造的30 米望遠鏡，由于采用了創新的自適應光學系統，光學性能將比哈勃太空望遠鏡好近十倍。另一個正在智利建造的巨型望遠鏡是歐洲超大型望遠鏡，長達 39 米，其中一個鏡子將包含 6000 多個形狀每秒可變形 1000 次的執行器，。
COMSOL 用戶年會上的用戶案例研究
2012 年在米蘭舉行的 COMSOL 用戶年會上，來自意大利 Arcetri 天體物理觀測站和意大利卡西諾大學（University of Cassino and South Latium）的一個科學家團隊發表了一篇關于使用 COMSOL Multiphysics 設計一個基于磁路的自適應光學執行器，也稱為可變磁阻自適應鏡面線性執行器（VRALA）的論文。
在可見光波長上運行一個十米級望遠鏡的自適應鏡比在其他波長上運行的鏡子更細、更快。VRALA 是用于這些波長的執行器的理想選擇。該團隊在設計過程中使用 COMSOL 仿真軟件進行了電磁、結構和熱研究。
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天體物理學的最新內容
早在1611年，著名的天體物理學家開普勒關于球體最密堆積方式的猜想就已被提出。按照開普勒猜想，對于大小相等球體，在所有堆積方式中“面心立方最密堆積”和“六方最密堆積”是最密集的堆積方式，二維空間堆積密度為
但這樣的結果在當時并沒有詳細的證明以說明其正確性。
此外，它還應用于<strong>天體物理學</strong>中的星系動力學、宇宙氣體動力學等領域，<strong>生物學</strong>中的血液動力學、神經傳導等方面，以及<strong>環境科學</strong>中的流體動力學、水文學、氣候學等領域。
2023年10月，諾貝爾物理學獎頒布，研究光脈沖的來自美國、德國和瑞典的三位物理學家獲此殊榮。同時，他們三人將共享大約100萬美元的獎金。
面對如此高的榮譽，這么多的獎金。再加上現在各地吸引人才的政策，比如東莞就承諾，拿到諾貝爾獎，在東莞買房可以補貼1000萬。
難道，你沒有眼饞嗎？那么問題來了，獲得諾貝爾獎的正確姿勢是什么呢?
從1901年諾貝爾物理學獎設立開始，一共有225
主要用于核物理實驗、天體物理學、地質學和考古學等領域的研究。通過該傳感器可得到準確的輻射測量結果，為科學家們提供數據支持，推動各個領域的研究進展。
核輻射傳感器的應用是十分廣泛的，在工業、醫療、核能、環境和科學研究等多個行業中發揮著重要的作用。
現代天體物理學是一門高科技科學，它從工業和研究之間的緊密聯系中獲取能量，用于解決宏大的科學項目中的各種工程挑戰。
天體物理學科學和工程的一個挑戰是開發大型先進望遠鏡，其鏡面直徑從幾米到高達 40 米。例如，目前正在夏威夷 Mauna Kea 天文臺建造的30 米望遠鏡，由于采用了創新的自適應光學系統，光學性能將比哈勃太空望遠鏡好近十倍。
研究背景
天文學、天體物理學是研究宇宙空間天體
本文原刊登于Ansys Blog：《Ansys Adds Rocky DEM to the Mix, Extending and Enhancing Multiphysics Simulation to Include Particle Dynamics》
作者：Pedro Afonso | Ansys顆粒動力學產品經理
試想一下，巖石、
LLNL 負責掌管國家點火裝置（NIF），這個裝置具有世界上最大和最有能量的激光,可以將光能放大到天文數字的倍數，因此被天體物理學家用來深入探討宇宙和核聚變。
但是，這種激光的工作條件非常苛刻，會對聚焦、反射和引導激光束的內部（或固有）光學器件造成損壞。反復使用激光會對這些光學器件造成損壞，留下一些微小的凹痕和碎片，如下圖所示。
作者Cadence CFD 解決方案
關鍵要點
渦度是一種顯微測量值，指示流體的自旋和旋轉。
相對渦量可以概括為在旋轉坐標系中觀察到的渦量。
在地球物理流體動力學中，相對渦度是由氣流通過彎曲路徑和風切變產生的。
三維旋轉，也稱為渦度，描述了海洋環流和天氣系統的行為
在地球表面，能量、動量和水分通過大規模的流體波動重新分配
Ansys 將 Rocky DEM 添加到組合中，擴展和增強多物理場仿真以包括粒子動力學
石頭、糖果和藥片有什么共同點？首先，它們是離散的實體，其次，它們的動態行為和相互作用是用 Rocky DEM 模擬的。想象一下，了解與設計工程機械系統所需的任何形狀的粒子運動相關的產品質量、運營效率和設備性能所需的復雜性。想象一下，預測成千上萬個粒子在彼此彈跳并穿過混合、分離、分類、粉碎、分散和運輸它們的機器時的相互作用所需的洞察力
