黑洞之谜若干问

自从“黑洞”在200多年前被预言存在开始,就让多少人为些振奋不已,许多科学家为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,相继提出了一个又一个新观点、新理论。尤其是到上世纪,爱因斯坦笔下计算出的“时间曲率”所衍生的“黑洞奇点”,以及霍金提出的“黑洞蒸发”理论,将人们对黑洞的痴迷又带入到一个新的境地。     

广义相对论的应用：黑洞的霍金辐射

广义相对论将因时空的物质和能量弯曲的时空定义为引力,曾预言过如引力场中的时间膨胀,引力波等问题。而黑洞则是由其推导出的大质量恒星的终结状态的直接应用。黑洞作为暗物质和暗能量的一种模型一直是理论物理学家所考虑的重点研究对象和研究课题,因为它不但具有力学特点,而且还伴随热力学性质。而黑洞热力学的研究是近期物理学家们的重点关注方向,物理学家们想要通过研究黑洞热力学,来重新认识黑洞的量子本质。本文利用文献查阅与定性分析相结合的办法简单的描述了黑洞的霍金辐射和黑洞热力学四定律的内容以及Quintessence暗能量模型,计算了Quintessence背景下Schwarzschild黑洞的量子隧穿过程和黑洞遗迹,进一步阐述了暗能量对黑洞遗迹熵的影响,最后得到了Quintessence黑洞熵的表达式,再分析结果,黑洞的霍金辐射为非纯热谱、出射过程满足幺正性原理、支持信息守恒。     

读者互动

2009年第04期李琴读者问：黑洞里面有没有生物存在？ 在目前有关黑洞的理论中,黑洞是一种密度极高的天体,熵应该是极低的,而生物本身也是低熵的,生物有一个重要的性质就是自组织,黑洞可以把掉进去的物质彻底瓦解掉,相当于同化,因此我觉得可以说黑洞本身就是一个特殊的生物。 ——吉林省长春市东北师大附中 夏浩博     

宇宙四大“惹不起”

<正>宇宙中有许多可怕的"怪力",它们的力量非常强大,能持续地改造环境,对地球产生深远的影响。以下便是最让人畏惧的四种宇宙力量。超质量黑洞没人会否认黑洞的可怕——它连自己都能消灭得干干净净。自从爱因斯坦的"相对论"开启现代科学对黑洞的研究后,科学界就被这个无视物理规律和人     

为黑洞“留影”

<正>黑洞是"看不见"的,即便是光都无法逃脱黑洞的引力.因此拍摄黑洞是一件看似不可能完成的任务。但科学家不这样认为,他们相信未来几年内人类有可能捕捉到黑洞周围环境的第一张图片,甚至可以发现黑洞的"影子"     

有限温度电子星

考虑一个在3＋1d全息时空中电磁场,引力场与带电费米子相互作用的模型,与Harmoll,Petrov所建立的模型…不同,我们考虑了hawking效应,认为这些带电粒子满足有限温度的热力学分布。通过计算,我们发现这样的模型,其带电粒子n,p,p分布呈壳层结构,且运动方程组不允许一个极端黑洞解的出现,这可作为弱引力猜测的一个例子。     

百年前预言今成真 引力波发现惊动全球

正2016年2月11日,美国科学家宣布成功探测到两个黑洞并合时释放出的引力波。这是人类首次直接探测到被科学界期待已久、由爱因斯坦提出的引力波的存在,标志着人类向破解宇宙诞生奥秘前进了一大步。"时空涟漪"突现身1916年,科学泰斗爱因斯坦在创立广义相对论后不久又提出引力波存在的预言。这里所说的引力波,实质     

黑洞可能不存在

黑洞理论最早是在1783年由英国地质学家约翰·米切尔提出。他指出,一个质量、密度足够大的恒星会有强大的引力场,以致连光线都不能逃逸。但这一见解在19世纪被遗忘了,直到爱因斯坦发表了广义相对论之后,黑洞的见解才被重新提起,并且得到了充实与丰富。尤其是霍金教授对黑洞理论     

光速并不是最快的

爱因斯坦的相对论认为光速是最快的,得到人们的普遍认可,但我认为光速并不是最快的。我们设一个物体在黑洞周围运动,物体的质量为m,速度为v,黑洞质量为M,半径为R。由黑洞的吸引力提供物体运动的向心力     

人类首次"看到了"黑洞

<正>新华社北京4月10日电综合新华社驻外记者报道:神秘天体黑洞终于被人类"看到"了。数百名科研人员参与合作的"事件视界望远镜"项目10日在全球多地同时召开新闻发布会,发布他们拍到的第一张黑洞照片。照片"主角"是室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞,其质     

多波段引力波宇宙研究

2016年2月11日,激光干涉引力波天文台（LIGO）实验组宣布直接观测到由两颗恒星级黑洞在10多亿年前并合产生的引力波。这一实验结果不仅是对100年前爱因斯坦创立广义相对论所预言的引力波的一次直接验证,更为人类开启了探索宇宙的一个新窗口,也为深入研究超越爱因斯坦广义相对论的量子引力理论提供了实验基础。     

年幼的宇宙如何养育出大胖子黑洞

正近日,《自然》刊发的一篇文章再次刷新了人类探测黑洞的纪录。该文章宣布发现了宇宙大爆炸之后6.9亿年的超大质量黑洞,是迄今所知宇宙最早期的超大质量黑洞。如果将可观测宇宙历史138亿年浓缩为100年,那就相当于在宇宙只有5岁时,养育了一个大胖子黑洞。这不禁让人疑问,这个胖子黑洞是如何养成的?宇宙中常见的怪兽黑洞的提出,还要回到爱因斯坦     

黑洞:另一个世界的秘密

正黑洞是宇宙中最为奇特的物理现象之一,它密度巨大,引力惊人,即便是光也无法逃脱它的"势力范围"。黑洞里面是一个现实世界无法理解的地方,一切现有物理规律,无论是牛顿力学、相对论甚至那本身已经足够怪异的量子论对它都不适用。"黑洞"无疑是本世纪最具争议的天文学说之一,有关黑洞新的理论不断     

百年引力波

正今年,距离引力波概念的提出整整100年。在这100年里,被誉为"人类认知自然最伟大的成就"的广义相对论,一直在成长着。我们通过这个伟大的理论知道了时空的弯曲以及一些由时空弯曲可能产生的奇异事物,比如黑洞、引力波、奇点、虫洞甚至时间机器。在过去的某些时期,甚至现在,其中有些事物被不少物理学家视为洪水猛兽,对它们是否存在提出过强烈的怀疑。就连爱因斯坦本人直到逝世前都还在怀疑黑洞的存在。历史告诉我们,人类对     

熵理论及其在管理科学中的应用

一、熵理论——科学的第一法则 熵理论通常是指以熵增加原理、最小熵产生原理、最大(信息)熵原理,以及耗散结构理论等为理论基础的相关理论。熵的出观,以及熵理论的建立,曾给物理学造成了相当大的震动。爱因斯坦把熵理论看作为整个科学的第一法则。英国天文学家爱丁顿说,熵永远增加的定律在自然定律中占有至高无上的地位;你如果发现你的理论与热力学第二定律相对立,那就不能给你任何希望,它只有彻底垮台,别无出路。耗散结构理论的创始人普里高津也认为,由熵所支配的不可逆     

从拍照到“冲洗照片” 让黑洞“现真容”,没那么容易

正在过去,人们用胶卷拍摄照片,拍完后,人们需要对胶卷进行比较繁琐的冲洗处理,然后才能把胶卷上记录的图像和颜色显示成照片。可是要得到黑洞的照片,比冲印肢卷照片难多了。北京时间2019年4月10日21点整,天文学家们公布了人类首次拍摄到的黑洞照片。其实,这张黑洞照片的拍摄时间为2017年4月5—11日,却直到近期,科学家们才正式得到这张照片并公之于众。换句话说,"冲洗"这张照片花了2年时间,可以想象这其中的艰难。     

我从未试图在任何场合取悦别人《爱因斯坦全集》第十三卷读后

《爱因斯坦全集》第十三卷的时间跨度从1922年初到1923年3月。这段时间,爱因斯坦获得了诺贝尔奖,发表了数十篇文章,写了几百封信,与众多名人显贵见面,写下了"访问日本、巴勒斯坦和西班牙日记",几乎有7个月身处柏林之外。爱因斯坦已过了他在科学上的创作高峰,但学术上仍十分活跃。他正走在一条超级学术明星的路上,深深地卷入了犹太复国主义的运动;与少数志同道合者合作,试图力挽狂澜地恢复国际间的科学合作,让他所崇尚的"学者共和国"再现。他对日本的访问,无论对日本社会,还是他本人,都带来了强烈震撼。他在中国短暂停留期间留下的日记更让他日后被指责为"种族主义者"。本文基于《全集》的有关内容,分别介绍了爱因斯坦的犹太复国主义观,学术共同体理想、日本的学术之旅,受到有关的种族主义指责,以及他的家务事。     

动态

<正>天文学家捕获首张黑洞照片4月10日,通过协调召开全球新闻发布会,事件视界望远镜(EHT)宣布已经成功获得了超大黑洞的第一个直接视觉证据。EHT是一个通过国际合作而实现的、由8个地面射电望远镜组成的观测阵列,主要通过形成一个口径如地球大小的"虚拟"望远镜来捕捉黑洞的图像。《天体物理学杂志通信》于4月10日以特刊的形式通过6篇论文发表了这     

水轮发电机空载电压波形的场路耦合仿真计算

本文建立了水轮发电机二维运动电磁场与电路相耦合的计算模型,在此基础上,以一台335MW水轮发电机为例,仿真了其空载电压波形。此研究方法对提高发电机与电网运行安全水平,具有参考价值。     

约翰·惠勒:见证物理学的“双面神”

2008年4月13日,美国杰出的物理学家约翰·惠勒谢世了,享年96岁. 对于大多数公众来说,他们顶多知道惠勒是天文学上"黑洞"一词的发明者,而在许多物理学家眼里,惠勒不仅是二十世纪与爱因斯坦、玻尔这样一些伟大人物一同生活、工作过的泰坦族巨人之一,也是见证物理学历史和未来发展的"双面神"(古罗马神话中一面向着过去,一面向着未来的时间之神).