宇宙黑洞
33页1、一、科学家的预言,二、观测与发现,三、黑洞的类型,四、白洞、虫洞与时空旅行,目 录,宇宙篇,宇宙黑洞,什么是黑洞?,怎样观测和发现黑洞?黑洞有那些类型? 有白洞吗?,宇宙黑洞,拉普拉斯预言的黑洞,宇宙中存在着奇异暗星,一、科学家的预言,米切尔预言的黑洞,依据:围绕星体运动物体的向心力和引力公式推算,拉普拉斯和米切尔还猜想到这类巨大的暗天体可能像恒星一样众多,1783年,他在英国皇家学会会议上发布:,史瓦西预言的黑洞,质量足够大、体积足够小,都能使形体周围的时空弯曲到封闭的程度,视频:物体质量令其周围的时空弯曲,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,两种力量的较量及结局,天 体 内 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,坍缩和爆发的压力进而使核心被压缩成致
2、密的星核,而致密星核又分化为白矮星、中子星、黑洞。,视频:恒星中子星黑洞,视频:黑洞的产生,中子星的奥本海默极限,视频:中子星形成黑洞的条件,二、观测与发现,1黑洞无毛定理,惠勒将黑洞的这种特征称为“黑洞无毛”(也可以说只有M,Q,J三根毛),后来被人们称为“黑洞无毛定理”。,视频:黑洞的观测,核心喷流现象,黑洞的观测与发现,2.探测方法与手段: 间接推测,引力透镜现象,M87及其喷流的X射线照片,异常X射线源及射线源,视频:黑洞周围星体的运动,黑洞的观测与发现,1976年11月美国发射的“高能天文台一2”号卫星,已经拍摄到这颗黑洞的照片。这是第一个可能的黑洞。,(1)天鹅座X-1号的双星系统,黑洞的观测与发现,强X射线源LMCX3中含有一颗质量大约为10个太阳质量的黑洞。,(2)LMCX-3双星中的暗星,银河系附近的“大麦哲伦星云”发现的第二可能的黑洞,黑洞的观测与发现,(3)麒麟座X射线新星A062000,黑洞的观测与发现,1990年发现了一个较强的X射线和射线源,它距银河系中心不到300光年,暂时代号为1E1740.7-2942,(4)银河系的1E1740.7-2942,黑洞的观
3、测与发现,1994年,哈勃太空望远镜拍摄到,在距离地球约5000万光年的椭圆星系M87中,一团宽约1.6亿公里的灼热气体形成的吸积盘正在环绕其中心旋转 每秒竟达约500公里的旋转速率表明,它可能有一个量级可达109 m的超大质量黑洞。,(5)遥远星系(M87)的中心黑洞,高能喷流 高速带电粒子 小到10光年的亮团组成,巨大的黑洞正把星体吸进去,黑洞的观测与发现,2002年,美国加州大学的科学家在自然周刊上公布了银心可能存在黑洞的消息。该黑洞的体积大约是太阳的260万倍,直径大约是地球轨道直径的1/10,众多恒星围绕它旋转,构成巨大的圆盘。该黑洞是一个强烈的射电和X射线源,定位在人马座A(Sgr A,)的地方,称为人马座A*,离地球约有26,000光年的距离。,(6)银心黑洞,M87及其喷流的X射线照片,这是1995起用4年时间拍摄的照片,三、黑洞的类型,黑洞的类型,1961年,新西兰物理学家克尔,黑洞的类型,在克尔黑洞模型之前的1916年和1918年,雷斯勒和诺斯特朗姆从爱因斯坦场方程先后得出了带电质量产生引力场的精确解,提出了雷斯勒诺斯特朗姆黑洞模型。,黑洞的类型,视频:星体周围弯曲
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