谈用中学物理知识求解席瓦西半径的方法

近代引力理论预言：宇宙中存在一种质量非常大,半径非常小的天体,任何物体都不能脱离它的束缚,甚至连光也不能射出,这种天体称为黑洞.哈勃太空望远镜十几年来的观测结果支持了黑洞理论的正确性.     

哈勃望远镜发现了黑洞存在的证据

哈勃望远镜发现了黑洞存在的证据在宇宙间所有已知的星体之中，最不可思议而又让人好奇的天体相信非“黑洞”莫属。这种奇异天体是６０年代初由英国剑桥著名理论天体物理学家霍金斯最先预测的。他从恒星的物理研究，发现当质量硕大的星体演化至晚期，除会造成轰然爆炸的超...     

巨大黑洞形成之谜

黑洞是宇宙中最神秘的天体,上个世纪60年代,科学家从理论上提出,在星系的中心应该存在超大型的黑洞,它们的质量同太阳相比,要大几百万倍到数十亿倍!可是,在美国的哈勃太空望远镜升空之前,人们并没有直接观测到巨大黑洞存在的天文数据。     

黑洞的奥秘

同学们，当你们仔细观察任何大小的星系时，你很可能会发现里面有一个黑洞。这是通过哈勃太空望远镜的最新观察得出的结论。哈勃望远镜已经发现，在被称作球形星群的古代星群的中心区域里存在中型黑洞的迹象。这些黑洞的质量表明，一些未知的宇宙奥秘强制规定了一个特定黑洞的大小。过去２０年的发现已经揭示了许多不同大小的黑洞。超新星爆炸中巨型恒星的死亡可以产生质量数倍于太阳的黑洞。在另一个极端，各个星系藏匿着超大黑洞。去年，x射线天文学家在其它星系中还发现了质量大几百倍至几千倍于太阳的中型黑洞的迹象，但他们还知识补丁…     

来自银河系的报告

快速旋转的超巨黑洞在宇宙几乎所有星系中心都存在超巨黑洞。最近,德国地外物理学研究所的莱因哈德根舍尔博士及美国、以色列和法国科学家,借助于智利的超大望远镜观察银河中心的黑洞区域,观察到周期性红外波段爆发,首次在红外波段记录到来自人马星座A的周期性闪耀。这些明亮闪耀大约每隔17分钟一次,周期性发生。天文学家通过对银河中心最强射电源区域恒星的观察和详细研究,证实了很久以前的怀疑:在银河庞大的气尘屏障外面隐藏有巨大的黑洞,黑洞质量比我们的太阳质量大360倍。     

霍金的赌注

英国物理学家霍金(Stephen WilliamHawking,1942-),其最大的贡献是关于黑洞的研究。他曾提出两条有趣的观点:其一,宇宙大爆炸发生之际,各种质量的黑洞都有可能生成。因此,在宇宙空间里应该存在“微型黑洞”。其二,黑洞可以“挥发”掉。质量越小,“挥发”速度越快。     

科学发现

黑洞撕星理论预言获实证科学家利用宇宙天文台观测到了罕见的天文景象,一颗质量如太阳般大小的恒星遭遇质量是太阳1亿倍的黑洞“袭击”,恒星虽然逃脱了被黑洞完全吞噬的厄运,但最后仍落得“支离破碎”。这是科学家首次找到超大质量黑洞撕裂恒星的强有力的证据。科学家很早就从理论上预言黑洞会撕裂恒星,但一直未能得到观测结果的证实。美国和欧洲的天文学家分别利用美国宇航局“钱德拉”X射线太空望远镜和欧洲空间局“XMM-牛顿”X射线太空望远镜在一个距地球约7亿光年、代号为“RXJ1242-11”的星系中央,探测到了强大的X射线爆发。天文学…     

科学事件

外太空“卡西尼”管窥土星全貌3月8日,“卡西尼”号飞掠火星。美国宇航局根据它拍下的几张土星照片合成了一张迄今最清晰的土星彩色照片。向人们展露了土星大气的新特征。美国宇航局发布的新闻公报称,拍摄照片时,飞船离土星5600万公里,约为太阳和地球之间距离的1/3。在这张照片上可以看到一些有趣的特征,例如土星南纬38度处有两个暗淡的小斑点,科学家称,它们可能是土星上的风暴区。此前哈勃太空望远镜已经观察到,土星上存在一些能持续几个月的风暴。与观察范围宽泛的哈勃望远镜相比,专注于土星探测的“卡西尼”号飞船将能更持续地观测土星大…     

“巡天”要来啦

<正>如果说,哈勃空间望远镜是一个传奇,那么我国即将发射的巡天空间望远镜,能否超越这个传奇呢？与“哈勃”不同预计明年发射升空的中国巡天空间望远镜非常有气势：大小相当于一辆大客车,立起来有三层楼高,有十几吨重。它的主镜口径有两米,比“哈勃”口径2.4米的主镜略小。有人说,这么一看,中国的巡天空间望远镜根本就不如哈勃望远镜嘛！才不是这样。     

大观园

一个黑洞两颗心天文观测证实,两个巨型黑洞可共存于一个星系之中,这为研究黑洞和星系的演化提供了重要线索。微型蜘蛛机器人美国研制出一种微型蜘蛛机器人,可帮助人类在其他星球上绘制地图,以及在彗星、小行星等更小的天体上进行探测。     

科技短讯

●美国研究人员提出“泰坦尼克号”沉船原因的新猜想:煤仓里出现的一处隐燃火致使这艘豪华巨轮沉睡海底。为了消除船上煤仓里的一处隐燃火,船上蒸汽机锅炉的添煤工加大了煤的使用量,试图使煤堆体积迅速消减来达到灭火的目的,但用煤量的加大使得蒸汽机锅炉里的蒸汽量大量增加,导致“泰坦尼克号”在布满冰山的危险的海面上航行速度骤然加快,最终撞击冰山,沉没失事。●法国研究人员在太阳系所在的银河系的中心附近又发现了一个黑洞“天马B”。这个黑洞是个中等大小的黑洞,其质量只有“天马A”的两千分之一,相当于太阳质量的1300倍。新发现的黑…     

宇宙膨胀永无止境

由1990年4月美国“发现”号航天飞机送入太空的“哈勃”太空望远镜,最近观测到的新数据表明,宇宙将像现在这样永远地膨胀下去。据1月13日召开的美国天文学会会议披露,“哈勃”太空望远镜上的高分辨率摄谱仪发现,氢的同位素氘只占星际空间氢总量的15/100万,远远低于以往估计的数值。科学家认为,当时,宇宙会在这些物质的吸引下收缩,即形成“宇宙坍塌”,如果宇宙总质量低于一定数值时,宇宙就将像现在这样永远膨胀下去。氘是衡量宇宙大爆炸时产生物质多少的一个重要尺度,“哈勃”太空望远镜观测的数字表明宇宙总质量,     

一个也许存在的黑洞

美国《科学》杂志最近登载的一篇文章称,科学家们在对M33星系的观察中发现,该星系的中心可能存在着一个中等大小的黑洞。 黑洞是一种质量很大的天体,大黑洞的质量能达到太阳的数十亿倍,小黑洞的质量也有太阳的十几倍。庞大的质量使它具有极大的引力,即使光也不能逃脱,因此,科学家们还从来没有直接观察到过黑洞,只能从一些间接现象来证实它的存在。科学家们推测,每一个星系的中心都     

神秘的黑洞

黑洞很容易让人想像成一个“黑窟窿”,其实它和地球、太阳一样,都是一种天体。黑洞概念最早由爱因斯坦提出。当一颗恒星衰老时,它的内部能量耗尽,核心开始塌陷、缩小,最后形成体积小、密度大的星体。巨大的引力使得处于引力场的任何物质都向恒星中心靠近,即使光也无法“逃出去”,从而形成黑洞。2002年10月17日,科学家宣布,通过“哈勃”太空望远镜,观察一颗围绕银河系核心运行的天体,证实银河系中央存在一个巨大的黑洞。上图是这个黑洞处于星群中间的概念图,由科学家绘制而成。(欧文)神秘的黑洞@欧文     

“黑洞”之谜(高一、高二、高三)

黑洞,宇宙中一种特殊的“星”,由于不容易被观察,且能将其近旁的物质无情地吸入和粉碎,从而激发了人们丰富的想象力.作为课外阅读材料,“黑洞”也被选编入新编高中物理课本《万有引力定律》这一章,而且在材料中提及“1990年升空的哈勃太空望远镜近几年的观察结果支持黑洞理论”.本文以宇宙速度、能量守恒和光子概念等为基础,应用万有引力定律讨论一组有关黑洞的物理问题,以开拓同学们的视野.     

“黑洞”的最大半径应为多少？

在高三物理备考中 ,经常见到有关黑洞的问题 ,其中有一问题是求黑洞的最大半径 ,笔者翻阅了多种参考书籍 ,发现有两种不同的解法 ,有两个不同的结果 ,到底哪种结果正确呢 ?题目　已知质量为 m的质点与质量为M,半径为 R的星体中心相距为 r( r≥R)时 ,引力势能为 Ep=- GMmr .有一个“黑洞”(超高密度星体 ,其引力大得连光子也无法逃逸 ) ,设其质量等于太阳质量 Ms=2 .0× 1 0 30 kg,则“黑洞”的最大半径是多少 ?解法一　根据功能关系 ,光子从“黑洞”表面逃至无限远处 ( Ep=0 )所做的功 ,等于系统势能的增加 ,有W=0 - ( - GMmR) =GMmR,…     

宇宙中的黑洞

黑洞由广义相对论预言,是一个由奇异面所包围、含有中心奇点的时空区域。宇宙中的黑洞特指具有观测效应的一些特殊天体。由于黑洞本身不产生电磁波辐射,在观测上,人们通过分析黑洞周围物质的电磁波辐射以及引力波事件,获得恒星级黑洞和超大质量黑洞存在的观测证据。此外,物理学家还预言了原初黑洞的存在,在未来也有可能被观测检验,本文简要介绍人类对宇宙中黑洞的观测研究进展。     

超级计算机模拟出黑洞大碰撞

这一成果有可能推动实验物理学进入一个新发展阶段　　由德国马普学会下属的阿尔伯特·爱因斯坦研究所和美国华盛顿大学等机构的科学家组成的小组,首次借助美超级计算机模拟出了小黑洞接近大黑洞发生碰撞时,产生的强大引力波的特征波形．他们发现,质量分别为太阳１５倍和１０倍的两个黑洞相撞时,释放出的能量将比太阳过去５０亿年来产生的能量总和还要多出数千倍．宇宙中的引力波,被形象地比喻为“宇宙纤维上的波纹”．引力波是以波动形式和有限速度传播的引力场,黑洞碰撞是引力波主要来源之一．黑洞是一种极其致密的天体,其巨大引力…     

哈勃继任者魅力无限

“魅力无限”是时下新一代太空望远镜“韦伯”的建造者为其精心打造的口号。作为21世纪高科技空间天文台,詹姆斯·韦伯太空望远镜的亮相将使哈勃望远镜黯然失色。韦伯也是NASA未来空间观测的筹码,它将继续沿着哈勃望远镜开创的道路走下去,对宇宙纵深进行研究,揭开宇宙起源的秘密。目前,韦伯的建造工作正在诺斯洛普空间技术公司(NGST)如火如荼地进行。它的新设计采用了包括轻型折叠式光学镜片、可展式遮阳板以及高灵敏度红外探测器在内的多种先进设备。这是代表20年前最先进技术的哈勃望远镜所无法比拟的。韦伯将利用更强的观测能力、更敏感的视角透过宇宙的茫茫尘埃探索远古星系诞生的奥秘,书写前所未有的宇宙观测时代的新篇章。     

科学

银河系中心有24个黑洞日本东北大学研究生院的宇宙空间物理学教授大家宽通过观测宇宙空间的短波脉冲,发现银河系中心存在24个黑洞,其质量分别相当于太阳的3200倍到125万倍不等。迄今为止的学说认为,在银河系中,只存在着1个质量为太阳的250－500万倍的巨大黑洞。大家宽教授的这一观测结果对上述看法提出了挑战。大家宽的观测方法是根据黑洞发出固有短波脉冲这一现象,在日本宫城和福岛两地设置天线,来观测20—30兆赫间的短波脉冲。在排除杂音和误差等因素后,他得出银河系有24个黑洞的结论。他还发现,这些黑洞除了2个是单独存在外,其…