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1、黑洞简介一、科学家的预言一、科学家的预言二、观测与发现二、观测与发现三、黑洞的类型三、黑洞的类型四、白洞、虫洞与时空旅行四、白洞、虫洞与时空旅行目目 录录2 2pptppt课件课件 宇宙中存在着奇异暗星宇宙中存在着奇异暗星 一、科学家的预言一、科学家的预言 依据：围绕星体运动物体的向心力和引依据：围绕星体运动物体的向心力和引力公式推算力公式推算 拉普拉斯和米切尔还猜想到这类巨大的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暗天体可能像恒星一样众多 17831783年，他在英国皇家学会会议上发布：年，他在英国皇家学会会议上发布： 德国天文学家卡尔德国天文学家卡尔史瓦西（史瓦西（18

2、73191618731916年）通过年）通过计算爱因斯坦方程后预言：计算爱因斯坦方程后预言： 如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异现象，即在质点的周围存在一个界面异现象，即在质点的周围存在一个界面“视界视界”，一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。 天体半径达到左式范围时光线也天体半径达到左式范围时光线也无法逃脱无法逃脱 令令v=cv=c，该式就变为，该式就变为 美国物理学家美国物理学家惠勒惠勒（J.A.WheelerJ.A.Wheeler）将这类天体命名为）将这类天体命名为“黑洞黑洞”（Black Hol

3、esBlack Holes） 质质量量不不变变太阳太阳压缩压缩到半径到半径3km3km时时地球地球到半径到半径3mm3mm时时黑洞黑洞表一表一 主序星、白矮星、中子星、黑洞时的尺度与密度主序星、白矮星、中子星、黑洞时的尺度与密度二、观测与发现二、观测与发现1 1黑洞无毛定理黑洞无毛定理 由于黑洞及其视界以内吸引一切，所以我们无法由于黑洞及其视界以内吸引一切，所以我们无法看到它的真面目。按照现行的物理理论，黑洞强大的看到它的真面目。按照现行的物理理论，黑洞强大的引力场足以摧毁其内部的一切物质形态，扫去一切复引力场足以摧毁其内部的一切物质形态，扫去一切复杂的物质结构，刮去了杂的物质结构，刮去了“毛

4、发毛发”，使结构变得简单，使结构变得简单，只剩下了只剩下了质量、电荷及角动量质量、电荷及角动量，知道了这三个参量，知道了这三个参量，也就知道了它的一切。也就知道了它的一切。 惠勒将黑洞的这种特征称为惠勒将黑洞的这种特征称为“黑洞无毛黑洞无毛”（也可以（也可以说只有说只有M,Q,JM,Q,J三根毛），后来被人们称为三根毛），后来被人们称为“黑洞无毛定黑洞无毛定理理”。黑洞的观测与发现黑洞的观测与发现2.2.探测方法与手段探测方法与手段: : 间接推测间接推测 M87M87及其喷流的及其喷流的X X射线照片射线照片异常异常X X射线源及射线源及射线源射线源 黑洞的观测与发现黑洞的观测与发现 197

5、6 1976年年1111月美国发射的月美国发射的“高能天文台一高能天文台一2”2”号卫星，已经拍摄号卫星，已经拍摄到这颗黑洞的照片。这是第一个可能的黑洞。到这颗黑洞的照片。这是第一个可能的黑洞。（1 1）天鹅座）天鹅座X-1X-1号的双星系统号的双星系统 黑洞的观测与发现黑洞的观测与发现 （2 2）LMCX-3LMCX-3双星中的暗星双星中的暗星 银河系附近的银河系附近的“大麦哲伦星云大麦哲伦星云”发现的第二可能的黑洞发现的第二可能的黑洞 黑洞的观测与发现黑洞的观测与发现 （3 3）麒麟座）麒麟座X X射线新星射线新星A0620A06200000 三、黑洞的类型三、黑洞的类型 史瓦西黑洞属于史

6、瓦西黑洞属于“寻常黑洞寻常黑洞”。原星质量大于。原星质量大于8 m8 m的恒星，的恒星，其引力坍缩的最终结局会形成黑洞。其引力坍缩的最终结局会形成黑洞。黑洞的类型黑洞的类型 19611961年，新西兰物理学家克尔年，新西兰物理学家克尔黑洞的类型黑洞的类型 在克尔黑洞模型之前的在克尔黑洞模型之前的19161916年和年和19181918年，雷斯勒和诺斯特朗姆从年，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，提出了了黑洞的类型黑洞的类型 由爆发星系、星系碰撞及巨大能量活动能够形成由爆发星系、星系碰撞及巨大能量活动能够形成“超级大黑超级大黑洞洞”，一般存在于星系核心。银河系及许多星系中心都存在着，一般存在于星系核心。银河系及许多星系中心都存在着超级大黑洞，最大的达到超级大黑洞，最大的达到3030亿倍太阳质量，亿倍太阳质量，1 1小时吞吃小时吞吃600600个地个地球质量的物质。银河系中心的超大黑洞，据推测每小时吞噬球质量的物质。银河系中心的超大黑洞，据推测每小时吞噬4 4个个地球。地球。视频：星体周围弯曲的空间视频：星体周围弯曲的空间黑洞、白洞、虫洞与时空旅行黑洞、白洞、虫洞与时空旅行 电脑绘制的虫洞电脑绘制的虫洞2222pptppt课件课件