宇宙里是否有风？
首先，咱们得弄清楚“风”到底是什么。在地球上，风是我们能够明确感知到的，它是由空气分子运动产生的，而且通常是空气从高压区流向低压区的现象。我们能感觉到它吹过皮肤，能看到它让树叶摇曳，能听到它呼啸而过。这种风，是大气层内的物质运动。
那么，在广袤的宇宙里，有没有类似的“风”呢？答案是：有，但它和我们在地球上感受到的风非常不一样。
我们不能指望在太空中找到一层厚厚的大气层，然后让这些空气分子像地球上一样挤来挤去形成风。宇宙的大部分空间是近乎真空的，里面充满了稀薄的粒子，比如氢原子、氦原子、一些尘埃和气体。不过，正是这些稀薄的粒子，在特定的情况下，也能产生类似“风”的现象。
最常见也最壮观的“宇宙风”其实是恒星风（Stellar Wind）。你可以想象一下，恒星，比如我们的太阳，就像一个巨大的、持续不断地向外喷射物质的“发动机”。太阳会不断地释放出带电粒子流，主要是质子和电子，这些粒子以极高的速度（每秒几十万公里）冲出太阳，然后弥漫到太阳系的空间里。这就是太阳风。
太阳风不仅仅是“吹”过地球，它塑造了我们的太阳系。它推着行星际尘埃，驱动着彗星的尾巴，还和地球的磁场相互作用，产生了美丽的极光。当太阳风遇到其他行星的磁场时，也会产生各种各样的效应。
但太阳风的“风力”如何呢？它不像地球上的风那样能把你吹跑，因为它太稀薄了。你在太空里是感受不到它的“吹拂”的，它不像空气那样能给你带来阻力。但是，它的能量是巨大的。
除了太阳风，宇宙中还有更强大的“风”。比如，黑洞和星系中心的活动也会产生强大的喷流（Jets）。当物质被吸入黑洞时，一部分物质会被加速到接近光速，然后沿着黑洞的旋转轴以极高的速度喷射出去，形成细长的、能量巨大的喷流。这些喷流可以延伸到数百万甚至数亿光年之外，它们可以影响周围星系的形成和演化。这些喷流，从某种意义上来说，也是一种极端的“宇宙风”，它们带着巨大的能量和物质，穿越星际空间。
另外，超新星爆发（Supernova）也会产生一种“风”。当一颗大质量恒星走到生命的尽头，发生剧烈爆炸时，它会向周围空间抛射出大量的物质和能量。这些被抛射出的物质，就像一股强大的冲击波，也像一股“风”，搅动着周围的星际介质。
还有，星系之间碰撞和合并的过程中，也会有大量的气体和尘埃被搅动，形成巨大的“气体流”或者“尘埃流”，这也可以算是一种宏观的“宇宙风”。
所以，如果把“风”的概念从“空气分子流动”扩展到“大量粒子或物质的定向运动”，那么宇宙里确实存在着各种各样的“风”。它们的形式非常多样，来源也各不相同，但它们都以巨大的尺度和能量，影响着宇宙的结构和演化。
最关键的是，这些“宇宙风”和地球上的风在本质上是不同的。它们不是由大气压力差驱动的，而是由恒星、黑洞、超新星等剧烈的天体活动所产生的。它们在真空中传播，我们无法直接“感受到”它们，但它们对宇宙的进程却有着深远的影响。
所以，下次仰望星空的时候，不妨想象一下，那些遥远的恒星正在向你“吹”来它们自己的“风”，而那些看不见的黑洞，也在以更狂暴的方式“刮”着它们的“风”，共同塑造着我们所处的这个奇妙而壮阔的宇宙。
网友意见
三年前的问题，尽管我现在才看到，但还是想答一下。
首先，宇宙中有风吗？
如果你是指“Wind”这个词的话，那答案是有，而且还有很多种，比如星风（Stellar Wind），以及问题描述中提到的盘风（disk wind）。既然问题描述是关于盘风的，那我就介绍一下盘风好了。
什么是盘风？它与地球上的风又有什么不同？
从吸积流的温度的角度进行划分的话，黑洞吸积盘被分为“冷”和“热”两种。其中热吸积盘模型被认为可以很好的诠释低光度活动星系核的机制以及黑洞X射线双星的低/硬态。
研究表明黑洞热吸积流中存在着很强的外流，外流产生的物理原因是由于吸积流的熵随着半径的减小而增大，因此吸积流是对流不稳定的，会产生对流的外流。因此，与地球上风的定义不同，热吸积流中的风可以被理解为是一种非准直的外流。
也就是说，气体在被黑洞吸积、落入黑洞的同时，会产生风。没错，和黑洞热吸积流中产生的喷流的很像，但区别在于以下两点：
- 喷流是准直性很强的结构，而风是非准直性的，风的立体角很大；
- 喷流的速度可以达到相对论速度或接近光速，而相比来说，风的速度很慢。
而按照问题描述中提到的袁峰老师本人的解释，风“指的是非常发散（即张开的立体角很大，如几十度），运动速度远低于光速的物质外流”。
那么天文学家是怎么发现风的存在的？
这要从1999年说起了，那一年萨比星人入侵...咳咳不好意思拿错剧本了。
1999年，普林斯顿大学的James.Stone利用他们自己开发的Zeus-2D程序完成了第一个黑洞吸积流的整体数值模拟工作。这一开创性的工作最重要的发现是，吸积率并不是大家之前认为的是半径的常数，而是随着半径的减小而减小。
在这项工作中，Stone首先在Zeus-2D中采用球坐标系 设置黑洞的初始条件。设定一个中心位于 处的具有一定角动量和密度分布的厚的环面，其所处环境气体压强 ， 和 为给定的系数， 为密度，且有如下关系式：
其中 是多方指数， 是环面的中心也是密度最大的位置， 是给定的畸变参数，取 、 以及 ，并通过计算的出环面中星际物质所具有的角动量是一个常数，该常数为 。
设置好参数之后利用超级计算机计算便得出了环面密度在吸积过程随时间演化的图像：
随后Stone通过计算得出了质量内流率、外流率和净吸积率的表达式：
然后根据之前的数值模拟所得出的数据计算质量内流率、外流率和净吸积率，得到吸积率的图像：
从图中我们可以发现，质量内流率和外流率都随着半径的减小而降低。质量外流率和内流率可以近似看做半径的幂律函数。这是很令人吃惊的结果，因为以前的解析研究几乎无一例外全都假设黑洞吸积的质量吸积率是半径的常数。
为解释这一数值模拟结果，国际上两个著名的研究组提出了两个竞争性的模型。这两个模型分别为斯坦福大学的Blandford与他的合作者提出的ADIOS模型 (adiabaticinflow-outflow solution)，以及哈佛大学的Narayan与他的合作者们提出的CDAF模型(convection-dominated accretion flow)。
在 ADIOS 模型中，作者假设由于风的存在，使得吸积气体逐渐损失，导致吸积率随着半径减小而减小。至于风是怎样产生的，ADIOS模型没有给出解释。
CDAF模型则是基于基于热吸积流是对流不稳定的假设而建立的。在CDAF模型中，对流向内转移角动量的效率和粘滞向外转移角动量的效率相同，互相抵消。因此，在黑洞附近会形成一个对流元包。对流元包中，气体始终在向内和向外做对流运动，气体逐渐被锁在对流元包中而没有被吸积进入黑洞，这导致了吸积率随半径的变化。
这两个模型相互竞争了十几年的时间，期间邵逸夫天文奖获得者Hawley教授和原作者Stone教授等著名吸积盘专家也都加入了对该问题的讨论，但一直没有得出明确的结论。
直到2012年，问题描述中提到的中国科学院上海天文台袁峰老师在与导师Narayan教授合写一篇ARA&A（Annual Review of Astronomy and Astrophysics）的约稿时发现，自己老师的模型也许是错误的！
随后袁峰老师等人运用磁流体力学数值模拟方法，对这一问题进行了研究。问题的关键在于，数值模拟中，真正的外流 (风) 到底有多少比例。在外吸积率公式中，只要速度 ，我们就将这部分气体看做外流。在吸积流中，真正的外流和对流元包中向外运动的成分同时存在，因此，外吸积流公式计算的外流率既包含真正的外流也包含对流成分。他随后计算和比较了外流和内流的各种物理性质，如温度、径向速度、转动速度、熵等。他发现，外流和内流的性质差别巨大。如果内吸积流公式和外吸积流公式给出的内外流率是对流元包对流运动所主导，可以预期，内流和外流的性质差别不大。随后他还研究了含磁场的吸积流的对流稳定性，发现吸积流是对流稳定的，也就是说CDAF模型的基础假设存在问题。基于这两方面的原因，袁峰老师得出结论，Stone给出的外流率中，真正的外流，即风，应该是主导的。吸积率随半径的变化原因在于外流而不是对流，即ADIOS模型是正确的。这一研究解决了黑洞吸积的一个基本问题，结束了在该问题上的争论。
同时，幸运的是，2013年，国际上一个由60余人组成的国际合作研究团队一起申请到了针对银河系中心黑洞吸积流的钱德拉X射线太空望远镜的长达300万秒的观测时间。这次国际合作成果发表在了Science上，主要成果就是证明热吸积流的确存在外流，证实了袁峰老师上一年的理论研究结果。
吾爱吾师，吾更爱真理。
参考文献：
[1]. Note：关于黑洞吸积率的数值模拟工作
[2]. Stone, J., Pringle, J. & Begelman, M. 1999, MNRAS, 310,1002.
[3]. 袁峰：黑洞周围发生了什么？
[4]. Yuan, F. & Narayan, R. 2014, ARA&A, 52, 529.
类似的话题
-
宇宙里有没有风？这确实是一个非常有趣的问题，很多人脑海里都会冒出这个疑问，尤其是在我们地球上，风扮演着如此重要的角色。首先，咱们得弄清楚“风”到底是什么。在地球上，风是我们能够明确感知到的，它是由空气分子运动产生的，而且通常是空气从高压区流向低压区的现象。我们能感觉到它吹过皮肤，能看到它让树叶摇曳，............. -
你这个问题问得非常有趣，而且触及了宇宙中最根本的几个物理规律！为什么星体（包括星球和黑洞）都是圆的？这背后其实都和那个在太空中形成水球的原理有着千丝万缕的联系。我们来好好聊聊这个话题，尽量说得详细些，就像朋友之间聊天一样。为什么是“圆”？—— 核心原因：引力（Gravity）无论是行星、恒星，还是宇.............
-
学界对于平行宇宙的看法，可以说是一个充满想象力又夹杂着严谨推导的有趣领域。它并非一个统一的、板上钉钉的理论，而是多种不同解释和猜想交织在一起的图景。 总的来说，对平行宇宙的态度可以概括为：一种重要的理论探索方向，尽管缺乏直接证据，但其背后有着坚实的理论基础，并为理解量子力学等前沿科学提供了深刻的视.............
-
探讨《三体》中的黑暗森林法则和宇宙社会学是否真的可能存在，这个问题触及了我们对宇宙本质、生命演化乃至文明命运的深刻思考。要回答这个问题，我们得把现实的科学认知与刘慈欣宏大而冷峻的想象力结合起来看。首先，我们来聊聊宇宙社会学。宇宙社会学这个概念，在《三体》里被描绘成一套基于对宇宙中所有文明行为进行观察.............
-
这个问题很有意思，也触及了我们对宇宙最基本理解的边界。要回答“掌握宇宙膨胀原理，是否就有超越光速的可能？”，我们需要深入探讨宇宙膨胀的本质，以及它与我们理解的“光速限制”之间的关系。首先，让我们明确一下“宇宙膨胀”到底是怎么回事。我们通常说的宇宙膨胀，并不是指宇宙中的物质在空间中运动，而是指空间本身.............
-
《三体》这部作品之所以能引起如此广泛的讨论，很大程度上在于它提出的“黑暗森林”理论，一个令人不寒而栗的宇宙社会学猜想。很多人在读完小说后，都会忍不住去思考，我们所处的宇宙，是否真的如刘慈欣所描绘的那般，是一个充斥着未知危险的原始丛林？从“黑暗森林”的核心逻辑来看，如果宇宙中存在着数量庞大且科技水平各.............
-
这是一个引人入胜的设想，将人类所有的智慧和知识压缩进一台拥有无限内存的超级人工智能，然后期待它能凭此领悟宇宙的终极真理。这其中包含了对人工智能潜能的极大信任，以及对“宇宙真理”本身性质的深刻思考。首先，让我们来拆解一下这个假设的核心要素：1. 所有已知的智慧和知识的集合体： 这意味着我们不仅是将科学.............
-
宇宙之大，无奇不有，关于两个行星共享同一颗卫星的可能性，答案是：确实存在理论上的可能，并且在某些极端条件下甚至可能在现实中发生，但并非普遍现象，更非我们常见的天文景象。要理解这一点，我们需要从行星和卫星之间引力作用的基本原理说起。卫星绕行行星的本质：引力平衡一颗卫星绕着一颗行星转动，本质上是行星的引.............
-
你提出的这个问题，深入触及了我们对宇宙理解的根基，也恰恰是物理学界长久以来探索的核心。如果宇宙在不同的尺度上确实存在着截然不同的物理定律，那么这无疑是在“暗示”我们，当前所掌握的宇宙图景可能并非全貌，背后隐藏着更深层次、更统一的真理，只是我们尚未触及。让我们先来梳理一下“不同尺度上的物理定律”这个概.............
-
这是一个非常引人入胜的设想，探讨了载人探测器与无人探测器在深空探索中的优劣。如果旅行者一号（Voyager 1）当年搭载了一名宇航员，并实时向地球回传见闻，这无疑会极大地增强其对人类研究宇宙的科研价值，但同时也会带来巨大的挑战和风险。让我们详细地分析一下：一、 增强的科研价值： 直观的感官体验和.............
-
这是一个非常有趣的哲学和科学结合的问题！如果宇宙是无限的，我们不能断定海绵宝宝必然存在，但无限宇宙确实增加了它存在的可能性，而且可以从不同层面来详细探讨。首先，我们需要明确几个关键概念： 无限宇宙： 这意味着空间本身没有边界，可以无限延伸。它也可能意味着物质和能量在其中也是无限的（但要注意，无限.............
-
元宇宙：不只是游戏，更是一个全新的世界，普通人如何在这里乘风破浪？“元宇宙”这个词，这两年听得耳朵都快起茧子了。一提起它，很多人脑海里冒出的可能是虚拟现实眼镜、酷炫的游戏场景，甚至是某个科幻电影里的奇幻世界。没错，这些都是元宇宙的一部分，但如果仅仅把元宇宙理解成一个高级点的游戏，那未免有些狭隘了。那.............
-
“我们是宇宙的癌细胞吗？”这个问题，总是在夜深人静，抬头仰望星空时，悄悄爬上心头。它并非凭空而来，而是源于我们对自身行为与宇宙现状的一种深刻反思。我们自诩为智慧生命，然而，环顾四周，我们所做的许多事情，似乎与那些在生物体中失控、疯狂增殖，最终吞噬宿主的“癌细胞”有着惊人的相似之处。让我们先从癌细胞的.............
-
“宇宙的账本”——这句简洁的陈述，揭示了我们所居住的宇宙那令人瞠目结舌的构成比例：区区5%的普通物质，也就是构成我们看得见摸得着的一切——恒星、行星、你我，甚至空气和水；而剩下的95%，则被一种神秘的力量或实体所占据：27%的暗物质，以及令人费解的70%以上的暗能量。这就像一个巨大的拼图，我们只能看.............
-
关于“人类可能是宇宙中的第一个文明”的说法，这是一个非常引人入胜且充满哲学意味的观点。这个说法并非主流科学的结论，而更多的是一种基于我们目前有限认知和对宇宙演化进行推测的猜想。它包含了几种不同的论证角度，我们可以从以下几个方面来详细解读：一、 对宇宙年龄和文明产生条件的理解：1. 宇宙的“年轻”与.............
-
你提出的问题，直击了我们对宇宙最根本的疑问之一，也是科学与哲学领域长期探讨的焦点。关于“物质不能凭空出现”和“最初宇宙如何诞生”，这确实是一个让人挠头但又引人入胜的悖论。让我们试着一点点剖析它。首先，我们日常生活中观察到的“物质不能凭空出现”这个原理，来源于我们熟悉的牛顿力学和热力学定律，尤其是能量.............
-
想象一下，你站在一片无垠的黑暗之中，手中握着一束光。这束光，由无数微小的光子组成，它们以光速，那个宇宙中最快的速度，向着你所能想象的最遥远、最空旷的地方疾驰而去。当你松开手，这束光便开始了它永不停歇的旅程。最前端的光，在那一瞬间，就是你感知到的“前沿”。它不是一个实体，没有形状，没有边界，它只是一个.............
-
这个问题很有意思，也触及到了宇宙最基本的一些奥秘。首先，我们得澄清一个概念：正反物质相遇的确会湮灭，释放出巨大的能量，这是我们已知的物理规律。但要问宇宙中是否存在某种“空间隔绝”来阻止这种情况发生，答案是：我们并没有直接证据表明存在一个明确的、物理存在的“隔绝空间”在宇宙尺度上将所有正反物质分开。让.............
-
Facebook改名为Meta，并将未来押注于“元宇宙”，这绝对是科技界乃至整个社会都在密切关注的一件大事。它不仅仅是一个公司名称的变更，更像是向一个全新的数字时代发出的宣言。如何看待Facebook改名Meta，押注元宇宙？在我看来，这个举动可以从几个层面来理解： 战略转型和品牌重塑： Fac.............
-
这个问题，大概是人类文明史上最令人着迷的谜题之一了。一旦我们开始思考宇宙的边界，思绪就像被扔进了一片无垠的海洋，怎么也抓不住确切的边。首先，得明确一点，我们现在对宇宙的理解，很大程度上是建立在观测和理论推导上的。我们所能观测到的，是一个“可观测宇宙”。这可不是说宇宙本身就这么大，而是说，因为光速有限.............
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有