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black hole(黑洞的科普,选修课)

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1、Black Hole,Introduction to black hole,黑洞是时空曲率大到光都法从其视界逃脱的天体,Physicists,历史上，第一个意识到一个致密天体密度可以大到连光都无法逃逸的人是英国地理学家John Michell。他在1783年写给亨利卡文迪什一封信中提出这个想法的，他认为一个和太阳同等质量的天体，如果半径只有3公里，那么这个天体是不可见的，因为光无法逃离天体表面。,米切尔预言的黑洞,拉普拉斯预言的黑洞,PierreSimon Laplace,史瓦西预言的黑洞,史瓦西预言的黑洞,天体半径达到左式范围时光线也无法逃脱,令v=c，该式就变为拉普拉斯公式,美国物理学家惠勒（J.A.Wheeler）将这类天体命名为“黑洞”（Black Holes）,史瓦西预言的黑洞,质量不变,太阳,压缩,到半径3km时,地球,到半径3mm时,黑洞,表一主序星、白矮星、中子星、黑洞时的尺度与密度,Karl Schwarzschild,Albert Einstein,Stephen William Hawking,Evolution of black holes,天体内

2、部,向内收缩,向外扩张,万有引力,物质粒子之间的斥力,来源,黑洞内部未知,两种力量的较量及结局,两种力量的较量,坍缩和爆发的压力进而使核心被压缩成致密的星核，而致密星核又分化为白矮星、中子星、黑洞。,视频：黑洞的产生,中子星的奥本海默极限,吸积accretion by black hole,黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的，这一过程被称为吸积。,恒星被黑洞吞噬,黑洞拉伸，撕裂并吞噬恒星,蒸发 Black hole evaporation,20世纪70年代，英国科学家霍金等人以量子力学为基础，对黑洞作了更缜密的考察，结果发现黑洞会像“蒸发”那样稳定地往外发射粒子。,毁灭Black hole destruction,当黑洞的质量越来越小时，它的温度会越来越高。这样，当黑洞损失质量时，它的温度和发射率增加，因而它的质量损失得更快。这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计，因为大黑洞辐射的比较慢，而小黑洞则以极高的速度辐射能量，直到黑洞的爆炸。,黑洞会发出耀眼的光芒，体积会缩小，甚至会爆炸。当英国物理学家史蒂芬霍金于1974年做此预言时，整个科学界为之震动,Obser

3、vation of black holes,这幅片展示了一个微类星体。微类星体据信是质量与恒星相当的小黑洞。如果掉入这个黑洞，你能够穿过黑洞的边界，也就是事件视界。即使尚未被巨大的引力碾碎，你也无法从这个黑洞的后部穿出，逃离升天。等待你的将是无边无际的黑暗，任何人也看不到你。黑洞之旅将是一个致命的旅程。如果一个人胆敢进入黑洞，他/她最终将被可怕的引力撕裂。,这幅照片由钱德拉X射线望远镜拍摄，展示了半人马座A星系内一个超大质量黑洞产生的影响。,美国宇航局最近宣布，他们第一次观测到附近一个星系内发生的黑洞“诞生”过程。这个黑洞由爆炸的恒星形成。据“探索新闻”报道，这个“婴儿”黑洞位于M-100星系，距地球大约5000万光年。这一发现让宇航局陷入兴奋之中，因为他们终于知道了一个黑洞的“出生日期”，进而让科学家对黑洞的研究达到一个前所未有的程度。,艺术概念，展示了一个类星体。这个类星体位于一个星系中央，是一个超大质量黑洞，四周被旋转的物质环绕。类星体是处于早期阶段的黑洞，可能存在了数十亿年之久。它们据信在宇宙古代形成。由于被物质遮住，发现类星体并非易事。,一幅伪片，所用数据来自于美国宇航局的斯

4、皮策和哈勃望远镜，一个超大质量黑洞正向外喷射巨大的粒子喷流。宇航局表示，这个喷流的长度达到10万光年，体积相当于我们的银河系。万花筒般的彩说明喷流拥有不同的光波。人马座A星系中央存在一个超大质量黑洞。宇航局认为这个黑洞的质量相当于40亿颗太阳。,Part.8 结语,美国宇航局2010年11月15日发现地球附近有一个年仅30岁的黑洞，这也是人类科学史上发现的最年轻的黑洞。这个最年轻的黑洞是天文学家利用美国宇航局的钱德拉X射线望远镜发现的，它为观测这类婴儿期天体提供了独一无二的机会。美国宇航局声称，这个黑洞将能够帮助科学家更好地理解大质量恒星是如何爆炸的，恒星爆炸后留下的是黑洞还是中子星，以及银河系和其他星系黑洞的数量。这个30岁的黑洞是距离地球约5000万光年的M100星系中的超新星“SN1979C”的余烬。根据钱德拉X射线望远镜、美国雨燕卫星、欧洲宇航局牛顿X射线天文望远镜(XMM-Newton )以及德国伦琴卫星获得的数据显示一个明亮的X射线源，这个X射线源在1995年到2007年这段观测期内一直非常稳定，这表明这个天体是一个黑洞，它正在吞噬这颗超新星和伴星落下的物质。,Classification of black holes,质量达到太阳十倍的黑洞,超大质量黑洞从吸积盘中吸积的概念,时空扭曲时空旅行,

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