时间：2007年07月18日 晚19：30
地点：北京古观象台
英国使馆文化教育处邀请英国杜伦大学天文学系主任马丁伍德教授向公众介绍黑洞的相关知识和前瞻性研究。马丁伍德教授现任英国杜伦大学天文学系主任，在英国萨塞克斯大学获得天文学博士学位，在剑桥大学和萨赛克斯大学分别获得文学硕士和天文学硕士学位。他曾在牛津大学、莱切斯特大学、华盛顿大学和京都大学等多所著名学府任教，并于1989年至1990年在英国皇家格林威治天文台担任首席副研究员。2000年以来，他曾历任欧洲空间局天文工作组主席，英国研究委员会科学协会主席，英国皇家天文协会副主席等职。他在黑洞、河外星系和恒星的形成等领域的研究颇有建树，曾发表或合作发表论文300余篇。马丁伍德教授致力于激发公众对科学的兴趣。我们还邀请到了北京天文馆馆长朱进向公众介绍天文学知识。朱进教授1991年7月博士毕业于南京大学天文系，获博士学位。1991年7月至2002年9月在中国科学院北京天文台（后改为中国科学院国家天文台）工作，任助理研究员、副研究员、研究员，其中1992年5月至1994年4月为该单位博士后流动站博士后。2002年9月起调任北京天文馆馆长。目前有关职务及社会兼职：北京天文馆馆长，研究员；北京校外教育协会会长；北京古观象台台长；《天文爱好者》杂志主编；中国天文学会常务理事、普及工作委员会主任；中国自然科学博物馆协会副理事长；北京UFO研究会副理事长；国际天文学联合会小天体提名委员会委员，第15专业委员会（小行星、彗星和彗星的位置与运动）、第55专业委员会（天文学与公众的沟通）组委。
主持人：欢迎各位来到我们的英国大使馆文化教育处科技咖啡馆活动，这次活动的主题大家已经看到了，探索黑洞的奥秘。大家坐在这差不多半个小时，有一个疑问，小朋友发的黄豆和绿豆做什么用的？肯定不是唱歌用的“红豆、绿豆、大红豆……”。我叫阿鹏，我一会儿介绍一下我们几位嘉宾。细心的朋友可能发现，我们比每次开始的时间推后半小时，主要是今天在室外的环境当中，希望大家在这一刻二环边上揽日月之精华，其他的场地是很难提供这样的机会的。
说到黑洞的奥秘，大家肯定觉得是玄学的概念，也有一些专业朋友从专业的领域出发，多少了解一些。从英方专家的履历来看，应该用五体投地来形容，因为他是杜伦大学天文系主任，同时是萨赛克斯大学的天文学博士，还拿了一个剑桥大学的文学硕士学位。一会儿我们好好交流，首先欢迎我们今天的英方专家马丁伍德教授，中方专家天文馆馆长朱进教授，他还在路上奔忙着，北京的路很堵。首先把话筒交给英方专家。
马丁伍德：谢谢刚才主持人所做的介绍，下面我就简单的把自己和大家介绍一下，然后开始今天的讲座。首先在这里向英国使馆文化教育处表示感谢，感谢他们组织这次活动，而且在这样漂亮美丽的地方安排这场活动，而且今天的天气也非常的配合。
下面我给大家简单的介绍一下我是从什么地方来的？我来自英国的杜伦大学，在这里大家可以看到，是我所在的地方的一个图片。
（见图）这边是一个城堡，是我所处的学院的位置，在这个旁边有一个大的教堂，这两个都是古老的建筑，它们都有一千年的历史。但是，我所在的杜伦大学的历史不是特别的长，也就两百多年。大家可以看到的大教堂非常的漂亮，是欧洲最漂亮的大教堂之一，另外一个之所以出名的原因是《哈利·波特》一系列的电影在这里拍摄的。在这张图上可以看到，杜伦在英格岛所处的位置。我个人就介绍到这里。
下面我们进入今天演讲的主题。我知道在座的各位当中，可能有一些是天文学方面的专家，而且或者大家对这个题目有深入的兴趣，恐怕我这里给大家讲，你今天所能学到的新的知识不是特别的多，如果你是一位专家的话。但是，至少在这里，大家可以看到非常美丽的图片，尤其是和黑洞相关的。
在这里，大家可以看到，通过今天的演讲，我试图回答这样三个问题：黑洞是什么？黑洞是如何形成的？最后讨论一下黑洞在整个宇宙当中所发挥的重要作用。
在我们进一步讨论黑洞这个问题之前，我首先给大家简要的介绍一下恒星，恒星到底是什么样的？我们的太阳，我们现在看不到太阳了，因为天色已经渐渐变暗了，实际上太阳是一颗普通的恒星，离我们非常近，我们可以清晰的看到它，而且它是非常明亮的。
实际上，恒星都是一些非常简单的物体，尤其是从天文学和物理学的角度来说，之所以说它们是简单的物体，实际他们是由气体构成的一个球。
（见图）在这里，我给大家看到一个气球的图片，气球不是恒星，但是和恒星相似之处是由气体构成的，对气球来说，气球的表面能够把气体包在里面，对于恒星来说，是因为恒星的重力作用可以吸引周围的物质，但是它们都是由气体构成的。
事实上我们所看到的太阳，是在我们银河系当中，或者是在宇宙当中成千上亿颗的恒星之一。为什么这些恒星它们会发出亮光或者是闪闪发光，主要是恒星的核心的部分发出的核聚变。在恒星，我们刚才说到之所以会发光或者是发亮，是由于发生了核聚变。但是，当恒星本身的燃料或者是内部的能量耗尽之时，这个星星会发生什么样的事情，比如开一部车，如果车里没有汽油车就会停下来，对于恒星来说，燃料耗尽以后，这个星星会发生什么事情呢？为什么在成千上亿年的过程中很多恒星保持不变，就是说吸引力和热气产生的气压形成一种平衡的力量。当然，当核聚变，就是核爆炸的过程停止了以后，没有热力散发出来的时候，这种情况下，恒星的引力在平衡当中占了上风。
下面我给大家做一个展示。
大家可以看到，在我手里拿这么一个气球，可以比作是一颗恒星，如果它是一颗恒星，最终的命运是什么样的？很大程度是取决于恒星的质量，它有多重。当这个恒星核聚变停止以后，恒星就会收缩，越来越小。这种收缩的过程会产生一些热力，这个时候也会使恒星发光的时间更多、更长一些。
现在就有这样一个有趣的问题，当恒星彻底收缩之后会发生什么样的事情？事实上等待一个恒星的命运，基本来说有三种，至于说具体以什么样的命运而终结，依赖于这个恒星本身的质量，就是它有多重。对于质量不是特别大的恒星，就像太阳，太阳不是很大的恒星，是普通的恒星，这样的恒星最终的命运就是变成一个白矮星。如果对于一个重量稍微大一点的恒星，比如它的重量可能是太阳的两到三倍，这样的恒星最终成为一个中子星。如果恒星本身的质量超过太阳质量的三倍，最终就会变成一个黑洞。
下面，我给大家解释一下为什么这些白矮星、中子星和黑洞它们能够存在？
对于白矮星来说，这两个恒星它们之间不断的收缩，最后他们的电子就变得非常近。现在我给大家做一个演示，我手里拿的两个乒乓球就相当于两个电子。这两个电子就会合成这样。实际上大家可以看到，这两个球都已经被破坏了。但是，从物理学的角度来说，这两个电子是不可以合为一体，不可以变成一个，而只有一个核心。从物理学的角度来说，两个电子不能合二成一，这样的一种力量，使他们不能进一步收缩。这就是为什么白矮星能够存在的原理，对于中子星来说，其实道理也是相同的，其核心就是不再是电子，而是变成中子。
由于就中子而言，引力更加大，所以，电子两个可以吸引的更近一些。但是，实际上它和中子星和前面的白矮星的电子道理是一样的，在同一个地方不能同时存在两个中子，这两个中子不能合二为一。
对于质量相当大的一些恒星来说，它们会发生什么样的事情，最终他们会发生爆炸，成为超新星。这是我们最近观测到的一个超新星的现象，是1987年，在离我们很近的麦哲伦星云当中发现的。
（见图）图片上可以看到，左边是天空的区域，两个照片是天空的同一个区域，左边是发生爆炸之前，右边是发生之后的。在恒星爆炸的过程中会发生巨大的能量，这个能量相当于产生一个星系的能量。
（播放视频文件）如果我们这张片子能够放出来的话，大家可以看到超新星爆炸的过程。
在这里大家可以看到，最终恒星发生了一个大爆炸，爆炸之后恒星的物质散布在宇宙当中。
大家可以看到，爆炸之后放射出来的物质由很多不同的成份构成，非常有意思的一点，每一个人，在座的你我，包括地球上所有人，包括地球的物质，所有的构成都是由爆炸的物质形成的。因为就是爆炸之后产生的这些物质，最终他们会形成像地球这样的行星，以及像太阳系这样的星系。
我们在这里当然不是讨论超新星，而是讨论黑洞，中间发亮光的地方就是爆炸之后剩下的物质。前面我们说到对恒星来说，最终有三个命运，或者成为一个白矮星，或者成为一个中子星，或者成为一个黑洞。但是，对于白矮星来说，不会发生像超新星这样的爆炸，因为它的重量不够大。所以，今天大家晚上睡觉的时候不必太担心，太阳有一天会发生超新星这样的大爆炸，因为它的质量没有那么大。但是，质量大一些的恒星，它们就会发生像超新星这样的大爆炸，最后剩下的就是屏幕上看到的这样的中子星。
如果中子星像我们看到的不断的旋转的话，像在沿海按可以看到的灯塔一样，会不断的旋转，然后发出光亮。我们把这样的一些旋转的中子星叫做脉冲星。我们通过天文望远镜已经观测到，在我们的星系当中存在很多类似的脉冲星。
（播放视频文件） 形成黑洞的一个方式，一个是质量非常大的恒星产生爆炸，另外一个方式就是两个中子星能够合并。大家可以看到，两个中子星不断的旋转，最后可能产生一个大的爆炸，爆炸之后所剩下的就是一个黑洞了。
我们现在看这样的一个问题，黑洞是否真正的存在，而且我们有什么样的证据证明确实有黑洞存在？基本来说，我们有两种不同类型的黑洞，一种是它的质量相当于太阳质量的3-50倍比较小的黑洞，另外还有一类是质量比较大的，质量相当于太阳100万倍-10亿万倍之间。
（见图）我们先来看一下这些小的黑洞。事实上黑洞就像一些极限运动一样，在这些极限运动之中，运动员的能力和体能被挑战到最顶点的地方。在黑洞的形成过程中，实际上我们看到物理现象已经到了极限的现象了。
（见图）在这里，大家可以看到，光线是这样一种传播的轨迹，当它遇到有黑洞的时候，光线也会发生弯曲，是因为受到黑洞非常大的吸引力的作用。一般情况下，光线是以一种直线的方式传播的，但是光线遇到黑洞这样质量和吸引力非常大的物体之后，光线就会发生弯曲。这种弯曲的角度是取决于黑洞本身的质量的大小。在黑洞的情况下，质量相当的大，而且吸引力非常大，甚至整个把光线都吸收了。
我们再举一个小例子，比如我把球向上抛一下，扔上去以后自然的会落回到地球上来。比如像这样的一个“火箭”，我拿的是“长征火箭”，本身有强大的动力和质量，就有能力摆脱地球的吸引力，飞出地球之外，或者按照它的轨道来运行。这种情况，火箭具备脱离或者是摆脱地球引力的能力。比如我现在在一个黑洞上，我扔出去一个球，当然这是不太可能的，当然如果有机会这样做的话，在黑洞上扔出去，当然它也会落回来。但是，如果我们能够在黑洞上，比如我扔出去，或者是投射出去一束光线，甚至光线也会被吸引回来，因为黑洞本身的吸引力是非常强大的。也就是说要想脱离黑洞的吸引力，就必须至少有光的速度，这也是为什么黑洞是黑色的原因。这样我们就面临这样的一个问题，如果黑洞本身是黑色的或者是黑暗的，而我们整个宇宙也是黑暗的，我们怎么样来证明，怎么样知道这些黑洞是存在的？我们的答案，我们必须依赖于在黑洞周围所发生的一些现象或者是物质，而不是黑洞本身。
（见图）对于我们来说，比较幸运的一点，太阳不是一个双星，只是一个单星，如果是双星的话，对我们来说生存就非常困难了。当然，在宇宙当中存在很多成对出现的双星。如果是一个双星这样出现的话，很有可能的情况，其中之一就会出现超新星这样的现象，就是爆炸，会出现一个黑洞，而另外一个正常的恒星会保存下去。如果这两个星的距离非常近的话，一个恒星表面上的气体就会被吸引到另外一个恒星上去，因为这些气体是在不断的旋转的，最后就会形成这样一个盘。
（见图）在这里，大家可以看到红色的部分是普通的恒星。大家可以看到，从恒星上旁边的气体在不断的旋转，形成气团一样的东西，就像浴盆里的水要不断的吸下去，不断的旋转，最后从下面漏下去。在这个核心的部分，就是一个黑洞，当气体不断靠近黑洞的时候，就会变得非常的热。非常热的气体，就会发射出来X光线。
（见图）这里大家可以看到太阳光发的光线，这些光谱，就像平时看到的彩虹。但是我们所看到的太阳光线的光谱，实际上是所有的光线光谱当中非常小的一部分。大家还可以看到，有无线电播，还有长波、短波，其中有一部分就是X光线。如果是非常冰冷的物体，就会在这一部分，就是红外线，如果是非常热的物体，就会在另外一边，就会发出X光线。
（见图）现在回到刚才的问题，如何知道黑洞确实是存在的？实际是我们通过探索这些黑洞周围发射出来的X光线知道的。但是，只是探测周围的一些X光线是不够的。我们只是通过这样的一种方式来进行测量，测量中间的黑洞质量到底有多少。如果说有一个普通的恒星，经过黑洞周围的时候，就会挡住黑洞发射出来的X光线。这就是说我们一个东西在另外一个东西的前面，就阻挡了X光线。通过这样一些观测，我们可以发现黑洞的轨道。
（见图）大家可能都知道，英国著名的科学家牛。，大家可能见过一英镑的纸币，牛顿非常的重要，也非常的有名，放在我们的纸币上了。其实像我们刚才所描述的，大家只需要掌握非常简单的牛顿的物理学的一些原理，就是大家高中学过的一些知识。对我们这样提到的比较简单的测量，大家并不需要掌握像爱因斯坦相对论这样复杂的原理。所以，我们实际上可以通过非常简单的计算就能够测量出来我们所看不见的黑色的物体质量到底是多少。但是，我们确实需要这样一种天文或者是天空当中有这样一种望远镜。因为我们在地球上无法测量X射线，因为会被大气层吸收，所以，我们需要在外太空有天文望远镜来测量X光线。我们通过这样的一些方式，就可以测量出来其中的物质，它的质量到底有多大？如果我们最后测量质量超过地球的三倍，我们就可以证明这就存在一个黑洞了。
通过我们存在于外太空的天文望远镜，通过一系列的测量，我们观测到在我们的行星中差不多有20个物体，都超过了地球质量的三倍，所以，我们可以判断存在20多个黑洞。
最后，我花几分钟给大家讲一下那些质量非常大的黑洞，不是像我们提到的质量只有太阳质量的几十倍，它的质量会是太阳的几百万倍或者是几十亿万倍，这样质量非常大的黑洞。
（见图）这是我们通过天文望远镜拍摄到的一幅我们看到的星空的照片，这是我们所在的银河系。
（见图）这是我们通过红外线拍摄到的另外一幅我们所在的银河系的图片。
（见图）事实上我们所在的银河系，就像螺旋型旋转的一个东西，从上往下看就是上面的这样一种形状。我们太阳系位于银河系比较外围的部分。在我们的银河系核心部分，我们认为是存在着一个黑洞的。我们也运用了前面所提到的双星的牛顿的原理来测量银河系当中所存在的黑洞。通过这样一些方式来计算出在整个银河系比较核心的恒星它们运行的轨迹，通过同样的方式计算其核心的部分可能是黑洞的部分，核心的质量。在这里，可以看到我们一些计算的方法，当然，这并不是真正的恒星，但是运行的轨道确实是一些恒星的轨道。通过对其周围的恒星的运行的轨道的测量和计算，我们相信在整个星系的核心部分存在这样一个黑洞，其质量达到了太阳质量的两百万倍到三百万倍。我们之所以能够进行这样一些非常准确和精确的计算，是因为我们生存在银河系当中。当然，事实上在整个宇宙当中存在着成千上万个其他的星系，银河系只是其中之一。
（见图）我们相信在整个宇宙当中所存在的其他的星系当中也存在着刚才所描述的类似的这样黑洞。在这里，大家可以看到，在前面的部分是时间的起点。从时间的起点，有这样一个不断发展的过程，底下看到的就是现在所处的时间。如果按照刚才描述的方式，很可能在时间起点的地方，就存在着黑洞，这个黑洞就好象整个宇宙的种子，形成我们各个不同的星系，也决定着这些星系以一种什么样的方式来演化。
实际上，我很快要结束我的发言，我要讲一下，我为什么有中国之行，我们希望和中国的科学家和中国的天文学家共同展开关于黑洞的研究的合作，我的同事王教授也在听众当中，我们致力于在这方面展开进一步的研究。事实上，为什么黑洞对我们来说如此之重要，我们要了解为什么有现在，有今天，必须追溯到时间的起点。
（见图）这里大家可以看到前面我们计算的方式。实际上我们现在所研究的一些方面，我们希望搞清楚这些物质的结构都是什么样的，而且希望搞清楚黑洞对这些物质的结构产生什么样的影响。
（见图）就像中国古代的哲学家所说的，如果我们要预知未来的话，就必须研究我们的历史，研究我们的过去。
谢谢大家！
马丁伍德：组织方面告诉我，我应该向大家提出一个问题，在我提问题之前，再给大家解释一下为什么大家手里每个人都发了一些豆子。希望大家没有把这些豆子吃下去。给大家这些豆子，就是做一个简单的比较，如果有一天，如果有可能的话，我们所生存的地球会成为一个黑洞，当然这是不可能的，假设地球是一个黑洞的话，我们所生存的地球就像大家手上拿的豆子一样。大家可以把豆子拿回家当成纪念品，想象一下，地球变成黑洞的时候，我们的地球就这么大了。
最后给大家提出一个问题，来检查一下刚才我在发言过程中大家是不是打盹儿了。这个问题是，太阳作为一颗恒星，最终的命运如何？是否最终成为一个白矮星，或者是成为一个中子星，或者是成为一个黑洞。
主持人：再次感谢马丁伍德教授。今天的翻译老师和录入老师非常的忙碌，在室外的环境当中。刚刚看到有一些朋友才来到科技咖啡馆的活动。
我们这个活动在北京进行了四年之久，经常用咖啡馆的形式和大家探讨科技的话题，在全世界不同的城市有类似的咖啡馆的活动进行，我们感谢赞助方，特别是提供大力支持的中国光大银行和正在进行网络直播的千龙网和北外网院，如果下一次没有来的话，可以看一下我们网上的直播。
介绍一下流程，刚刚英方专家提了一个问题，在茶歇过程中，大家把问题答到答题卡上，最后我们有幸运抽奖的环节。由英国文化使馆教育处提供一份小礼品。
每次我们会请一位英方专家和一位中方专家，之后是茶歇。今天我们在建国门，北京古观象台，大家感到不同的气氛。
下面有请北京天文馆馆长朱进先生。
朱进：非常欢迎大家到北京古观象台来参加这次科技咖啡馆的活动。我自己非常抱歉，晚来了几分钟，而且还要抱歉，因为科技咖啡馆的活动讲黑洞，但是我自己做的和黑洞差的非常远，不敢在这班门弄斧，所以，我准备的是我自己以前在天文台做的一个题目，关于小行星方面的，这个和黑洞差的非常远，因为小行星是最近的天体，黑洞是宇宙的结构的角度，离我们非常远的东西，质量上也是很不一样的范畴。我觉得很可能，真正对黑洞感兴趣的朋友，有可能对小行星不是那么感兴趣，但是我希望利用这个机会，和大家介绍一下有关小行星的情况。
我们上个月请清华大学的张教授在天文馆做了一个关于黑洞的演讲，所以，我们网站上也有相应的内容，有关黑洞的内容我就不在这里班门弄斧了。
关于小行星，大家有可能记得住，前面这些年里曾经有几次关于近地小行星撞地球的炒作，有关的炒作，各个新闻媒体都有所报道，但是，这里还是有一些事情，就是作为从我们研究者的角度，利用这个机会给大家稍微介绍一下。
小行星，只是一类像地球一样绕太阳运动的小星体，和火星、金星不一样，小行星质量非常小，个儿非常小，但是和地球共同的特点就是绕着太阳在椭圆的轨道上，严格说不是椭圆的，运动的天体。
对于小行星研究，最早的小行星研究是研究太阳系的起源，和行星不太一样的地方，我说行星，以前我们叫大行星，现在有一个冥王星降级的问题，没有大行星的概念了。就是说在行星上，由于质量比较大，本身有演化，虽然都是45亿年，形成的，但是地球上很难找到太阳系形成的痕迹，但是小行星，自己的演化是非常小的，几乎没有，只是一些撞击这样的事情，就是说在小行星上，包括彗星，太阳系的小天体，他们的上面有可能还留着太阳系早期开始的痕迹。
另外，本身由于小行星的轨道是多种多样的。小行星的运动学上可以讨论整个太阳系的运动学的演化。最近十年左右的时间，小行星研究是非常热的。这些和小行星撞击非常有关的。大家听说的彗星相撞。这些事都使得不管是科学家还是公众，这些年对小行星对地球的影响都越来越关注。在小行星里面，绝大部分我们叫小行星主带。有相当多的我们叫近地小行星，有的可以走到地球轨道附近。
最近还有一类，就是冥王星讨论很多的，严格的说叫小行星不太合适，叫做小天体。它们的轨道在海王星以外，这两类小天体是大家非常感兴趣的。
我今天想把小行星有关的东西介绍一下，但是时间有限，不太可能全面的介绍。把一些主要的，大家感兴趣的几个点和大家提一下。
（见图）开始之前，先给大家看一下小行星的分布，密密麻麻的是小行星的主带，还有一些小行星离太阳比较近的这些，轨道有可能和地球相交的。我刚才提到，小行星研究有各种各样的意义。但是，对近地小行星，有可能撞到地球，但是反过来说，作为人类来讲更容易上去。有些小行星某些情况下，在地球和月亮的轨道之间穿过去，对近地的小行星上去更容易一些，所以，有人反过来讲，讨论小行星采矿这方面的东西。
对于我们小行星研究，从天文学的角度来说，一开始从天文来观测，之后通过一系列的天体测量来观测，慢慢的把轨道测准。几年前炒作的小行星撞地球，就是一开始观测不够多的时候，轨道定的不够准，这样一准一算就有可能撞到地球上，当然，这种可能性，1997年我们发现所有的小行星不可能撞到地球，轨道再怎么不准，实际上没有什么可能。但是，1997年以后，随着现在小行星越来越多，有的小行星撞地球的机率就要不是零了。
所以，我们轨道定准以后，就会遇到小行星什么时候出现在什么方位，我们可以找到，但是对它的物理性质不知道，所以，我们对它本身自转等等进行了解，有一些小行星进行空间探测，甚至考虑资源利用的情况。
（见图）最早发现小行星是1901年在意大利，皮亚奇这个人发现的。后来发现一个规律，这个规律在天文学上还没有一个解释，但是，如果这个规律对的话，离太阳2.8倍的日地距离的地方，应该有一个大行星，他们为了找大行星，后来发现一个小行星，实际上在这个轨道上有很多的小行星。
（见图）这是我们说的小行星的主带。主带小行星最大的是谷神星。实际上都非常的小。我们现在也发现上千公里的天体。而小行星的质量非常小。
（见图）这些卫星拍的小行星的照片，小行星的表面，如果我们拿望远镜看月亮，表面都是撞击的痕迹，小行星的表面也是撞击的痕迹。
（见图）这是地面望远镜通过光学技术，以前不可能拍到这样好的照片，但是随着技术的发展，现在可以拍到。有的是差不多一样的转，有的是一大一小的行星转，有相当多的不是单个的小行星，有的是两个或者更多的小行星在一起转。
（见图）这是雷达拍的照片，这两个小行星他们虚的搭在一起转的。
（见图）小行星的命名是有意思的事，早期用女神命名的，谷神是意大利早期农业发展好，所以，用谷神。但是，现在有一些限制了，我们有15个人的小天体的提名委员会，是在国际天体委员会下面，我自己是委员会委员，如果发现者发现小行星想起名字，就会通过电子邮件发到中心，我们有一个评审。当然，小行星命名也是非常有意思的事。
最大的小行星的项目是在美国，叫LINEAR。
（见图）这是我们在国家天文台做的项目，是利用60、90公分的望远镜做的。
现在除了光学观测，还有雷达观测，美国就有。一个是把定轨的准确性提高，而且时间够的话，可以把小行星的表现扫出来。
到现在为止已经发现过的小行星已经是百万计的了，但是小行星的绝大多数轨道没有非常准的定下来，然后被丢掉了，又发现又丢掉了。所以，近百万可能里面有同一个小行星。现在有的是有永久性的小行星的编号，是有16万，这和五年前相比有非常大的变化。
我们天文学家发现过的近地小行星，指的是它的轨道离太阳轨道比较近，离太阳轨道1.3倍，离太阳最近的距离，如果小于1.3，地球到太阳的平均距离，我们叫近地小行星，这些已经发现4600多颗，特别是最近十年来非常快的发展。
近地小行星分三类，其中一部分个儿非常大，轨道离地球非常近的，我们叫潜在危险小行星，已经发现864颗，当然非常多了，当然不一定非要撞到地球，但是很长时间段里，在百万计的时间段里，不可能永远在近地轨道里稳定，这和轨道的稳定性有关系，绝大部分最后有可能撞到行星上，也有可能离开现在的轨道。还有特别远的有100多颗。
当然，这些绝大多数所谓撞击地球概率不为零，概率是非常小的。偶尔是千分之几等等，我们观测的不是很多，当然，我们的这个概率是未来一百年。现在发现DA700的，是700年以后撞地球的概率比较大的。
现在有永久性编号的有1600多，我们绝大多数发现的小行星没有起名字。
近地小行星分三类，一类轨道完全在地球轨道，另外一类和地球轨道有交叉型，就是阿波罗型，还有一类是离太阳最近的近日点，就是在地球轨道之外，但是也小于1.3。
近地小行星到底有多少？我们知道，大于1公里的，大概在1000颗左右。这是我们真正最需要注意的，可能对我们威胁最大的。但是，越小可能越多，100米的是10万颗，更小就更多。小行星再小，小到很小的时候，我们叫流星体。我们现在已经发现的最小的小行星，就是几米，特别近的时候，地面望远镜在它进入大气层就可以看到。我们说产生的流星现象，就是流星体，大个的流星体就是和近地小行星是一样的，基本可以认为是同一个来源，只是在进入地球大气层之前观测不到，所以叫做流星体，因为进入到大气层会发光，所以观测到。
从这张表我们会看到，近地小行星对我们的影响。这个影响，随着我们对小行星的认识越来越多，也会变的。简单来说，这个东西越大，影响就会越大，能量就会越大。当然，其实仔细看一下并不大。比如50米以下的，接近于0的意思，就是陨石性质的东西。陨石掉下来砸到人才有危险，其他的不会有危险。5月份的时候陨石掉到东北，离一个老大爷两米远的地方，我们现在拿回到天文馆，比苹果大一点的东西。通古斯事件，以前也是有的。如果是小个的，像核爆炸，就是把城市影响，如果砸到海里有海啸，砸到荒的地方就是一个坑。比较大的是一公里的，这是非常严重的，可能会对地球上四分之一的人口发生影响，而且发生的概率是百万级的。这个有不同的表，但是大意如果一公里上下的，会在10万年，100万年发生一次，但是一旦发生影响很大。因为一撞击把尘埃弄出来，地球上可能在半年时间，或者是一两年见不到太阳，光和作用停止了植物会死亡，动物会饿死等等这样的影响，但是确实会造成大规模的影响。真正像恐龙灭绝，大概会是一个15公里左右的东西。一二十公里，一旦发生撞击事件，整个地球上的生物就会受影响，90%几的物种会灭绝，包括我们也不会活下来，但是，这可能是上亿年才发生一次，如果平均到每年产生的影响是小的。
近地小行星，可以作为自然灾害，和洪水类似。洪水一年可能造成很多人死，但是小行星造成多少人死亡，每年没有这么多。但是，不一样，洪水是局域性的，但是它影响就是整个的影响。原则上，天文学家如果有比较好的观测网络，这个网络光靠地球上的是不够的，还要包括地球以外的地方，有一个比较好的网。原则上，天文学家观测到的话，可以事先精确预报的，当然，目前没有能力改变这种现象，但是，随着科技的发展，有一天我们会找到办法避免这种现象。
（见图）中国发现第一颗是1997年BR，它离地球的轨道非常近，我画了一个轨道，白的是地球的轨道，长刺的是小行星。
我们国家除了我们以前曾经做过的小行星以外，最早在南京的紫金山天文台五几年做过，现在紫金山天文台也做了好的望远镜。而且已经开始发现一些小的行星了，近地小行星不知道他们有没有发现。
另外，中山大学的叶泉志，因为他大学没有毕业，他和台湾合作，在台湾鹿林山边上做一个，每天他自己设计，从哪观测，然后发过去，台湾的望远镜按照他给的观测，之后把数据给他，他自己处理数据。从去年3月份到现在发现好几百个小行星了，前几天他有比较重要的发现，叫做2007NL1，7月11号用台湾的望远镜发现的，我们曾经发现5颗小行星，这是第6颗或者是第7颗。另外前几天他们发现了一个彗星，编号是2007N3，这个彗星的名字，因为刚拍到的时候没有看出来是彗星，按照小行星报的，最后叶泉志没有命名，小行星是被提名，而原则上是谁发现命名谁。这颗最后命名为鹿林，实际是一个地名。这是非周期彗星，是轨道式的椭圆或者是抛物线的轨道。按照目前的轨道，因为观测只有一个多星期，按照这个预报，明年就会达到5等，就相当于郊区好的天，肉眼就可以看到了，这是值得期待的事情。
除了地面观测，还有小行星这几年空间探测非常热，最早是飞过去，现在有登陆，也有采样，之后返回来的。最有名的是美国96年发射的NEAR，是情人节那天转的时候拍的，这是极其成功的例子。还有就是前年美国发射过一个，就是在05年美国国庆那一天提前放了一个大的铜的柱子，砸到彗星上，砸了一个坑，带了很多的探测器，从不断的波段天侧彗星喷出来的尘埃。
（见图）这是撞击的地方和撞击的样子。
时间关系，特别快速的把和小行星有关的，特别是和近地小行星有关的一些事和大家介绍一下，希望大家除了对黑洞感兴趣，也对小行星感兴趣。虽然没有黑洞听上去那么神秘，但是和我们有很多的关系。
最后要问大家一个问题，就问大家刚才我提到的事，近地小行星，是根据什么定义的？是根据小行星离太阳的距离的远近还是根据它离我们地球的距离的远近来定义的？
谢谢大家！
主持人：接下来是茶歇时间。
主持人：我们继续，接下来的时间，是我们自由问答时间。
 提问：刚才讲座当中提到，当光线经过黑洞的时候，光线的角度会发生变化，我们作出的解释是由于受到黑洞的吸引力的影响而导致的。光线本身是没有重量的，没有质量的，为什么会受到黑洞的引力的作用而发生角度的变化？
 马丁伍德：确实如你所提到的，构成光线的光子确实是没有质量的。就是说实际上不仅仅是发生在黑洞，当一些物质经过任何的其他的大的物质，时空的连续体是被破坏了。我们举一个例子说明这个事情，比如说一个弹簧，有横着和竖着的条构成的，比如说蹦床，有一个比较胖的孩子，站在蹦床的中间，横竖交织的线条，结构就会发生改变，或者是弯曲。就是说从蹦床的一端到另外一端的最短距离发生了变化。从蹦床的一端到另一端，不是最短的一条直线，而变成了一条曲线了。
大家都知道，光线是在两点之间的最短距离之间传播的，刚才解释的，就像弹簧床，当最短的距离发生改变，不在是直线的时候，就像光线一样，一点到一点是曲线的传播。实际上并不是说构成光线的光子本身受到吸引力的作用而使光线发生弯曲，而是空间本身发生了变化，所以使光线的传播的路线发生了弯曲。
提问：从我们刚才有一张图片的演示上说银河系的核心发生的一个大爆炸，之后有一个黑洞，图片中间有一个亮的部分，既然黑洞是看不到的，为什么有亮的部分。
马丁伍德：当我们了解到银河系的可能有一个黑洞，但是表面上看却有光亮的一点。事实上，我们所看到的光线是来自于银河系的核心，非常非常多的一系列的小的系列合起来构成的，如果我们看的比较远的话是一条线，而不是一个一个的。像我们刚才所说的，路灯，如果路灯分别来看是一个一个的，但是从比较远的距离，路灯看上去就像一条线一样，在银河系当中也是同样的道理。事实上，我们看到的银河系的中心非常光亮的部分是由成千上百万颗类似于太阳这样的恒星共同构成的光亮。
提问：当一束光线经过黑洞附近的时候，光的速度是否会发生变化？
马丁伍德：我们对这个问题的回答是否定的，光的速度是不会发生变化的，光速在真空状态下，在任何时候光速都是同样的。这实际上和爱因斯坦的相对论的一些原则相关的，通过不同的方式在不同的领域得到了验证，就是说光的速度在真空当中，在任何情况下都是保持一致的。除非我们有另外一个试验来证明爱因斯坦的相对论是不正确的，否则我们坚持认为光的速度，即使通过黑洞的周围的时候速度也是保持一致的。 我们再补充一点，速度保持恒定不变的，但是波长在经过黑洞的时候是会发生变化的。
提问：我提两个问题，第一，黑洞对我们的地球和银河系在未来会有什么影响？我最好奇的问题，宇宙到底是什么东西？怎么回事？是不是就是无限的？
马丁伍德：我们对您的问题回答是，实际上黑洞对我们地球没有任何实质性的影响，因为没有任何黑洞跟地球的距离足够近而对地球产生任何的影响。关于黑洞，也没有什么太神秘的地方，实际还遵循很多的物理的原理的，包括牛顿原理等等这些。至少黑洞在某种程度上还是比较接近牛顿原理的。即使说太阳会变成一个黑洞，正像我前面跟大家解释的，太阳不可能变成黑洞，因为它的质量不够大。即使太阳在这一分钟发生黑洞的话，八分钟我们的光不在，八分钟是光从太阳传到地球的时间。即使这种情况下，我们会失去太阳光的光线，即使如此，地球仍然会按照原来的轨道继续围绕太阳运行，因为太阳的吸引力仍然是保持的，是同样的。所以，地球还仍然会按照原来的轨道继续围绕太阳运行，其区别在于我们不再有任何的太阳的光线，我们会处在不断的连续的黑暗之中。
第二个问题是宇宙到底是什么？当然，您提的第二个问题，确实也是很难的问题，我们真把它讲透，恐怕要再讲三个小时。我一分钟之内给大家一个简短的回答。按照我们目前所知，我们最好的估计来说我们认为宇宙就是75%有一种黑色的能量构成的，另外25%由黑色的物质构成。其中25%的物质当中，有非常小的一部分是我们看到的正常的或者是普通的一些物质。换言之，整个宇宙差不多有97%的部分是由我们所不知、不了解的、未知的物质构成的。所以，我鼓励在座的各位年轻人，希望你们以后都从事物理学或者是天文学方面的研究，继续探索我们的宇宙到底是什么。
提问：朱馆长，从刚才您的讲解中，我大致了解对于小行星的研究，您好象主要讲两方面，一方面意义在于对于小行星对人类灾害的一种预报，第二个意义就是小行星上，可以对它的矿藏进行开发？这是我从您的讲解中了解的，不知道还有什么其他的意义？再有就是您讲的小行星定义是2.8天文单位，我想问，冥王星从九大行星除名之后，它能不能成为小行星呢？
朱进：第一个问题，我PPT上有一个片子，您提到的这两个，这些年大家对小行星比较感兴趣其中两个重要的考虑。从早期来讲，小行星也有很多其他的更天文一点的意义。天文学家不管研究黑洞还是小行星，从一开始并不是真的想的很实际的和日常生活有关的考虑，和研究其他的自然科学一样，主要是对未知的东西，因为不知道所以想知道，主要是从这个目的出发。等你发现了很多，观测很多，你会发现它和我们还是有一些关系的。所以，这些年比较热，当然一个是近地小行星，另外一个，还有更远的。当然，这种考虑，如果从大来说，天文学从大的来说，和我们今天讲的都有关系，一个是我们想知道宇宙怎么来的，这里面作为小行星来讲，就是说我们要想知道太阳系是怎么来的。这是一个小行星研究里面和太阳系起源有关系，还有就是地球生命起源，这是研究天文学感兴趣的。它也是和天文学非常有关系，而且和小行星有关系的，包括地球上的水、碳怎么来的，地球的演化我们知道，但是最早种子怎么来的，这个非常可能和小天体撞击有关系，小天体可能不仅仅是小行星，也可能是彗星。
冥王星按照现在新的定义，被归在矮行星，是新的天体。以前是太阳系是行星、小行星。而现在的行星是非常确定的，简单的说就是八个，以前除了冥王星九个里面的八个。矮行星演化的比较充分，比较圆，像球形这样的。还有卫星。
主持人：时间关系，接下来时间是抽奖。
朱进：我的问题的答案是小行星离太阳近，一个小天体离太阳最近的是1.3倍，是比较近的。
马丁伍德：我的问题是太阳的最终命运是什么样的？是白矮星、中子星或者是黑洞？正确的答案是白矮星。
主持人：再次掌声感谢今天两位专家。
今天有一句话我一开始就想和各位分享，前两天天气非常差，要不是就是桑拿天，要不就是下雨，我想说老天爷还是爱科学的人。但是我又怕中途下雨，大家会说这个人品怎么这么差，下雨。但是我们的活动结束了，所以，我还是要说老天还是疼爱科学的人的。
主持人：活动到此结束。谢谢各位。
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2007年07月18日 科技咖啡馆—黑洞的奥秘
