文档介绍：奇妙的黑洞
——第五组
黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种密度极大体积极小的天体。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后,发生引力坍缩产生的。黑洞的引力很大,连光都无法逃脱。
什么是黑洞
但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末, 剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程:某一个恒星在准备灭亡,核心在自身重力的作用下迅速地收缩,塌陷,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星体,同时也压缩了内部的空间和时间。
(摘自百度百科)
相对论的预言
1 光线偏折
2 引力钟慢
3 引力红移
4 引力波的存在
5 黑洞的存在
在过去的100年里,广义相对论不仅已解释了许多旧理论无法解释的现象,还做了许多预言,这些预言一一被后人证实,所以目前普遍认为相对论是正确的理论。
1915年12月, (Karl Schwarzschild) 求解了Einstein引力场方程,给出一个描述静止球状物体周围真空中引力场的解:史瓦西黑洞
他给出了一个史瓦西半径-视界:按照牛顿力学计算的表面逃逸速度达到光速的星体尺度。
对太阳,史瓦西半径为3公里,对地球则是1厘米。
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黑洞的奇异性质
一黑洞的潮汐引力
二黑洞的时空冻结
三黑洞的时空特性
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1 黑洞的潮汐力
像所有引力源一样,黑洞也产生潮汐力。
越小的黑洞潮汐力越大。
一旦越过视界,将无可挽回落向中心奇点,被无限大的潮汐力撕得粉碎。
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2 黑洞的时间冻结
在靠近黑洞视界时,时间开始冻结,飞行员被永久冻结在未完成的敬礼动作上。
宇航员的敬礼
由于红移和信号强度的减弱,观众对飞船在黑洞内的航行是一无所知。
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3 黑洞的时空特性
现实时空区域:三维空间任何方向运动都是可能的;
时间只朝一个方向流动-从过去到将来
黑洞内部:空间变得不可逆转,
所有物质只能缩短空间坐标,向奇点运动
霍金21岁时患有肌肉萎缩性侧索硬化症(卢伽雷氏症),全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动。1979至2009年任卢卡斯数学教授,主要研究领域是宇宙论和黑洞。
证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步
“虽然我行动不便,说话需要机器的帮助,但是我的思想是自由的。”