第二章 黑洞
黑洞系列课件ppt
黑洞与星系的形成
黑洞强大的引力可以影响其周围的星 体运动，这种运动状态又会对星系的 形成产生影响。
在宇宙演化过程中，超大质量黑洞的 存在有助于吸引周围物质，形成恒星 和行星等天体，进而形成完整的星系 。
黑洞与宇宙演化
黑洞作为宇宙中强大的引力源，对宇宙的整体演化具有重要 影响。
通过对黑洞的研究，科学家可以更深入地理解宇宙的起源、 演化和终极命运。
力透镜”现象。
03
时空曲率影响黑洞周围物质 的旋转速度和运动轨迹。
黑洞的热性质
尽管黑洞不发出可见 光，但它们会释放出 X射线和伽马射线等 辐射。
黑洞的热量与其质量 有关，质量越大，热 量越高。
黑洞的强大引力会导 致其内部物质加速旋 转和摩擦，产生热量 。
黑洞的辐射
黑洞会释放出能量辐射，这些辐 射来自黑洞内部的物质和能量。
理论突破
随着理论物理的发展，对 黑洞的本质和性质将有更 深入的理解。
多波段观测
未来将加强多波段、多角 度的观测，以更全面地揭 示黑洞的奥秘。
05
黑洞与科幻文学艺术
科幻文学中的黑洞描绘
科幻小说中的黑洞描绘
黑洞在科幻文学中通常被描述为吞噬一切物质的神秘天体，同时也被赋予了超 光速旅行、时空穿越等神奇的功能。
在电影中，黑洞往往作为一个重要的元素推动故事情节的发展，如《星际穿越》 中通过黑洞穿越到其他星系寻找适合人类生存的星球。
艺术中的黑洞创意
黑洞主题的艺术创作
艺术家们以黑洞为主题进行创作，通过 绘画、雕塑、装置艺术等形式展现黑洞 的神秘和壮丽。
VS
黑洞在音乐创作中的表现
音乐家们也尝试将黑洞的魅力融入到音乐 中，通过音乐表达对宇宙和生命的思考。
黑洞 ppt课件
黑洞、白洞、虫洞与时空旅行
爱因斯坦－罗森桥
虫洞与黑洞、白洞的接 口是一个时空管道和两 个时空闭合区的连接， 虫洞的时空曲率并不是 无限大，因而我们可以 安全地通过虫洞，而不 被巨大的引力摧毁。
黑洞、白洞、虫洞与时空旅行
超时空旅行
科学家设想，应用虫洞或爱因斯坦－罗森桥，可能克服遥远的可见 和漫长的时间障碍，实现“超时空旅行”。
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
史瓦西预言的黑洞
(1). 爱因斯坦广义相对论关于“质量引起时空弯曲”
史瓦西预言的黑洞
(2). 史瓦西预言的黑洞
德国天文学家卡尔·史瓦西（1873—1916年）通过 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 异现象，即在质点的周围存在一个界面──“视界”， 一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。
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”。
黑洞的观测与发现
核
观测黑洞的方法
心
喷
2.探测方法与手段: 间接推测
流
现 象
引力透镜现象
异常X射线源及γ射线源
M87及其喷流的X射线照片
黑洞的观测与发现
（1）天鹅座X-1号的双星系统 黑洞候选者
米切尔预言的黑洞
1783年，他在英国皇家学会会议上发布：
一个密度与太阳相同，而半径为太阳500倍的星 球，会使朝它下落的物体，在到达星球表面时的速度 超过光速。所以，假定光也像其他物体一样被与惯性 力成正比的力所吸引，那么，所有从这个星球发射的 光将被星球自身的引力拉回来。
依据：围绕星体运动物体的向心力和引 力公式推算
《第一推动丛书宇宙系列黑洞与时间弯曲》记录
《第一推动丛书宇宙系列黑洞与时间弯曲》读书札记1. 内容概括《第一推动丛书宇宙系列黑洞与时间弯曲》是一本探索宇宙奥秘的杰作，它详细阐述了黑洞与时间弯曲的理论，以及它们在宇宙中的重要地位。
本书通过深入浅出的方式，引导读者进入一个神秘而迷人的宇宙世界。
在阅读过程中，我被作者对宇宙深邃的洞察力和严谨的科学态度所折服。
这本书不仅让我对黑洞和时间弯曲有了更深入的了解，还激发了我对未知宇宙的好奇心。
对于任何对宇宙科学感兴趣的人来说，这本书都是一本不可多得的宝典。
《第一推动丛书宇宙系列黑洞与时间弯曲》是一本极具启发性的科普读物。
它以通俗易懂的语言，揭示了宇宙中最引人入胜的秘密之一。
通过阅读这本书，我深刻体会到了科学探索的乐趣和意义，也更加期待未来能发现更多关于宇宙的奥秘。
1.1 黑洞简介又称为引力透镜或事件视界，是一种极度密集的天体，其引力如此之强，以至于连光都无法逃脱。
黑洞的存在最早是由爱因斯坦的广义相对论预测的，该理论解释了引力如何影响物体的运动和形状。
在广义相对论中，黑洞是一个区域，其中引力场的强度如此之大，以至于任何物体(包括光线)都无法逃脱其吸引。
黑洞被称为“宇宙中最强大的引力陷阱”。
尽管黑洞本身不能直接观测到，但它们对周围环境的影响是显而易见的。
黑洞的引力可以扭曲周围的时空结构，使光线发生弯曲。
这种现象被称为引力透镜效应，已被天文学家用于研究遥远星系中的星系形成和演化以及探测宇宙中的暗物质。
1.2 时间弯曲的概念在宇宙探索的旅程中，时间弯曲这一概念为我们揭示了宇宙的另一层神秘面纱。
在《第一推动丛书宇宙系列黑洞与时间弯曲》作者深入解析了时间弯曲的物理学含义及其背后的宇宙奥秘。
一直以来被认为是绝对存在的，是宇宙万物发展的记录者。
在探索宇宙的深处时，科学家们发现，时间与空间并非我们想象中的那样固定不变。
在强大的引力场，如黑洞附近，时间可能会呈现弯曲的现象。
时间弯曲意味着时间的流逝在不同的地方有不同的速度，这为我们理解宇宙的相对性提供了重要的视角。
时间简史探索宇宙的奥秘
时间简史探索宇宙的奥秘时间，它如同一个没有止境的无底洞，引发了人类对宇宙起源、演化以及未来命运的思考。
作为人类最伟大的科学家之一，英国理论物理学家斯蒂芬·霍金的《时间简史》为我们揭示了宇宙的奥秘，并带领我们踏上了一段惊险而迷人的科学之旅。
第一章：宇宙形成之谜当我们回望宇宙的起源时，我们发现自大爆炸（Big Bang）发生至今已经过去了约138亿年。
世界从一次微小而极度高能的点爆发，并以惊人的速度膨胀，创造了我们所熟知的宇宙。
然而，这一过程仍然充满了许多未解之谜。
科学家们普遍认同的观点是，在大爆炸之前，宇宙内只有一种叫做奇点的极度高能密度状态，其中时间和空间均无法被量化。
然而，我们对于奇点之前的情况并不清楚，目前的科学理论也无法解释大爆炸之前的时间。
第二章：黑洞与时间旅行黑洞是宇宙中最神秘而又充满吸引力的存在之一。
它是一种密度极高的天体，如同一个巨大的重力陷阱，吞噬一切距离它过近的物质。
当一个物体被黑洞吞噬时，它似乎消失在宇宙的时间和空间中。
然而，霍金的研究揭示了黑洞的另一面。
他提出黑洞并非完全吸收物质，而是通过辐射将能量释放出去。
这一理论被称为霍金辐射，并对黑洞的研究产生了深远的影响。
在时间简史中，霍金还提到了一种令人兴奋的概念：时间旅行。
他认为，在黑洞的辐射作用下，可能会出现一种造成时空扭曲的现象，使人类有望实现时空的跳跃。
尽管这种理论尚未被实现，但它激发了无数科学家和科幻爱好者对于时间旅行的向往和探索。
第三章：量子力学中的时间量子力学是描述微观世界的物理学理论，它亦对时间的性质提出了独特的见解。
根据量子力学的观点，我们无法精确测量或预测事件发生的时间，因为时间的测量本身就受到了不确定性的限制。
而在时间的世界中，存在着一种称为时间箭头的现象。
时间箭头指的是时间只能向前流动的规律。
然而，为何宇宙中只有时间向前流动，而非反向流动，尚未得到完全的解释。
科学家们正在努力寻找答案，以揭示时间箭头背后的奥秘。
探索自然奥秘揭开大自然的神秘面纱
探索自然奥秘揭开大自然的神秘面纱探索自然奥秘揭开大自然的神秘面纱自然界无疑是一个令人惊叹而神秘的地方。
我们周围充满了许多不解之谜，无论是微观的分子结构还是宏观的宇宙结构，每一片物质背后都蕴藏着精彩的故事和奥秘的秘密。
本文将带您探索自然奥秘，并揭开大自然的神秘面纱。
第一章：微观世界的神秘面纱微观世界是自然界中最神秘的领域之一。
原子和分子构成了一切物质，但它们的内部结构又是如何的呢？科学家通过不懈努力，揭示了原子结构的奥秘。
自从道尔顿提出原子理论以来，人们逐渐认识到原子由电子、质子和中子组成。
然而，更深入的研究发现，原子中的核心是由更微小的粒子构成的。
量子力学是解开微观世界奥秘的一把钥匙。
它揭示了微观粒子的双重性质，既有波动性又有粒子性。
著名的双缝实验证明了光和其他微观粒子可以同时存在于多个位置，这引发了人们关于现实世界的哲学思考。
我们不禁惊叹于微观世界的神秘性，对其探索也从未停止。
第二章：浩瀚宇宙的背后宇宙是另一个充满奥秘的领域。
我们的星球地球仿佛只是宇宙中微不足道的一颗星球。
我们一直试图了解宇宙的起源、演化以及精确的结构。
大爆炸理论是揭开宇宙奥秘的重要理论之一。
根据这个理论，宇宙起源于一个极度炽热、密度极高的点，随后经历了一系列膨胀和冷却的过程。
宇宙中绚丽多彩的星系和恒星的形成、行星的诞生都与这个理论紧密相连。
黑洞是宇宙中最神秘的天体之一。
它们的强大引力无法逃逸，甚至连光线都被吞噬。
黑洞的内部也是一个谜，据信它们可能通向不同的时空。
科学家们通过观测暗物质和暗能量的分布，试图理解宇宙中黑洞的奥秘。
第三章：生命诞生的奥秘生命的起源一直是科学研究的焦点之一。
虽然人类迄今为止还未完全解开这个谜题，但我们已经取得了一些进展。
分子生物学揭示了生命内部的一些秘密。
我们知道DNA是生命的基本遗传物质，它是如何编码和传递信息的。
通过研究细胞的结构和功能，我们了解到细胞是生命的基本单位，各种蛋白质和酶的作用为生命的正常运作提供了重要的支持。
天文科学故事
天文科学故事《黑洞的秘密》黑洞是宇宙中最神秘的天体之一，它们的存在和性质一直引起了人类的好奇和探索。
黑洞是由极端的引力塌缩而形成的，它们的密度和重力如此之大，以至于连光都无法逃逸。
黑洞的边界被称为视界面，它是黑洞的“无返回点”，一旦任何物质或辐射进入视界面，就永远无法再出来。
黑洞的内部结构是一个谜，科学家们无法直接观测或测量黑洞的内部情况，只能通过黑洞对周围环境的影响来推断黑洞的特征。
黑洞的周围通常有一个旋转的盘状结构，称为吸积盘，它是由黑洞吸引的物质组成的，这些物质在高速旋转时会发出强烈的电磁辐射。
黑洞还会产生两个相对于吸积盘垂直的喷流，它们是由黑洞的旋转和磁场加速的高能粒子组成的，它们可以延伸到数千光年的距离。
黑洞的大小和质量可以有很大的差异，根据不同的形成过程和环境，黑洞可以分为三种类型：恒星级黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。
恒星级黑洞是由大质量恒星在死亡时爆发为超新星而形成的，它们的质量大约是太阳的几倍到几十倍，它们的视界面的直径大约是几十公里。
中等质量黑洞是由恒星级黑洞的合并或星团的塌缩而形成的，它们的质量大约是太阳的几百倍到几千倍，它们的视界面的直径大约是几百公里。
超大质量黑洞是由中等质量黑洞的合并或早期宇宙的密度波动而形成的，它们的质量大约是太阳的几百万倍到几十亿倍，它们的视界面的直径大约是几百万公里到几十亿公里。
超大质量黑洞通常位于星系的中心，它们对星系的形成和演化有着重要的影响。
黑洞的研究是天文学的一个前沿领域，科学家们利用各种方法和手段来探测和理解黑洞的性质和行为。
例如，通过引力波望远镜，科学家们可以捕捉到黑洞的合并和碰撞所产生的引力波信号，从而揭示黑洞的质量、自旋和位置。
通过射电望远镜阵列，科学家们可以拍摄到黑洞的视界面的影像，从而验证黑洞的存在和相对论的预测。
通过X射线望远镜，科学家们可以观测到黑洞的吸积盘和喷流的辐射，从而推断黑洞的温度、磁场和能量。
黑洞的秘密还有很多，科学家们还在不断地探索和发现黑洞的奇妙和神奇，黑洞的故事还在继续，让我们一起期待更多的惊喜和启示！《天文奇旅：揭开宇宙的神秘面纱》第一章：星空之梦在一个遥远的星球上，有一个叫阿里的男孩。
时间简史导读
时间简史导读本导读旨在简要介绍《时间简史》一书的内容，并为读者提供对这本重要的科学著作有一个整体的了解。
《时间简史》是英国物理学家史蒂芬·霍金所著，于1988年出版。
这本书以通俗易懂的语言向读者介绍了宇宙的起源、演化和结构。
以下是该书的大致内容梗概。
第一章：宇宙的诞生霍金在本章中引出了宇宙起源的问题，并介绍了宇宙大爆炸理论。
他解释了宇宙起源于一个初始奇点，以及时间和空间的起源。
他以简洁的语言带领读者进入了宇宙的宏伟世界。
第二章：广义相对论本章中，霍金详细介绍了爱因斯坦的广义相对论。
他解释了引力是由物体间曲率的时空造成的，并探讨了黑洞的性质。
他以想象力丰富的例子来帮助读者理解这一复杂的理论。
第三章：粒子物理学霍金在这一章中讨论了基本粒子和它们之间的相互作用。
他提到了标准模型，并介绍了强、弱和电磁相互作用的基本原理。
对于非专业读者而言，这是一次对微观世界的引人入胜的探索。
第四章：黑洞本章中，霍金探讨了黑洞的性质，并介绍了他的黑洞辐射理论。
他以清晰的方式解释了黑洞的形成和演化，并分享了对这些引力巨兽的研究见解。
第五章：宇宙演化的历程霍金在这一章中回顾了宇宙的演化历程。
从宇宙大爆炸开始，他详细讲述了宇宙的膨胀、星系的形成以及各种宇宙现象的发展。
他带领读者穿越时间和空间，了解宇宙的奥秘。
第六章：时间箭头在本章中，霍金探讨了时间的不可逆性。
他解释了熵增原理，并讲述了时间箭头的概念。
他还提到了时间在宇宙演化中的特殊性，以及与物理学和哲学相关的问题。
第七章：量子引力霍金在这一章中介绍了量子引力理论的尝试。
他提到了自旋网络理论和弦理论等在解释引力与量子力学之间关系方面的努力。
这是一个对科学家挑战极限的领域。
最后，霍金在《时间简史》中探讨了更多的话题，包括多元宇宙、时间旅行等。
他以敏锐的洞察力和丰富的科学知识，给读者带来了一场思维的盛宴。
读者通过阅读《时间简史》可以对现代物理学和宇宙科学有一个清晰的了解。
范德瓦尔斯黑洞的几何热力学
范德瓦尔斯黑洞的几何热力学
几何热力学方法是近年来研究黑洞和普通物理系统的热力学特性的一种新的方法。
通过这种方法,我们可以把任意热力学系统对应的热力学相空间几何化,引入对应的热力学度规,将热力学问题转化为几何问题进行研究。
利用这种方法得到的相空间几何特性与系统的热力学性质之间有一个很好的对应关系。
这种对应关系经由大量工作验证,对于不同热力学系统具有普遍性,且与其他方法得到的结果是一致的。
在第二章中,我们介绍四维时空中一类特殊的静态球对称渐进AdS黑洞,即范德瓦尔斯黑洞。
这种黑洞的特殊之处在于当我们将宇宙常数项处理为热力学压强时,写出的黑洞状态方程与范德瓦尔斯流体的状态方程形式完全一致。
因其构建方法比较特殊,需要将黑洞状态方程的一般形式与范德瓦尔斯状态方程相结合解方程,所以还要去检验其是否满足能量条件。
在第三章中,我们研究了范德瓦尔斯黑洞的几何热力学性质,分为几种不同情况,讨论参数a,b取不同值对其热力学性质的影响。
经计算,我们发现它的热力学特性与范德瓦尔斯流体的热力学特性确实存在相似性。
’借助状态方程,我们可以构建普通热力学系统与黑洞之间的一种对应关系。
当范德瓦尔斯状态方程退化为理想气体方程时,范德瓦尔斯黑洞也将退化为平面对称的施瓦西AdS黑洞,该黑洞的热力学特性与理想气体之间存在相似性。
范德瓦尔斯黑洞与范德瓦尔斯气体的对应关系在极端情况下仍被保留下来。
《牙齿上的黑洞》幼儿园小班教案
《牙齿上的黑洞》幼儿园小班教案第一章：认识牙齿教学目标：1. 让幼儿了解自己牙齿的基本情况。
2. 培养幼儿爱护牙齿的意识。
教学内容：1. 引导幼儿观察自己的牙齿，了解牙齿的基本结构。
2. 讲解牙齿的功能和重要性。
教学活动：1. 组织幼儿照镜子观察自己的牙齿，引导幼儿描述牙齿的外观。
2. 教师展示牙齿模型，讲解牙齿的结构和功能。
3. 引导幼儿讨论如何保护牙齿，培养幼儿爱护牙齿的意识。
第二章：认识黑洞教学目标：1. 让幼儿了解黑洞的基本概念。
2. 培养幼儿对黑洞的兴趣。
教学内容：1. 讲解黑洞的概念和特点。
2. 引导幼儿观察黑洞的图片，激发幼儿对黑洞的兴趣。
教学活动：1. 教师通过图片和简短讲解，介绍黑洞的概念和特点。
2. 组织幼儿观察黑洞图片，引导幼儿描述黑洞的外观。
3. 开展黑洞主题绘画活动，让幼儿发挥想象力，绘制自己心中的黑洞。
第三章：牙齿上的黑洞教学目标：1. 让幼儿了解牙齿上的黑洞是怎么形成的。
教学内容：1. 讲解牙齿上的黑洞（龋齿）的形成原因。
2. 引导幼儿了解预防龋齿的方法。
教学活动：1. 教师讲解牙齿上的黑洞（龋齿）的形成原因，引导幼儿认识到刷牙的重要性。
2. 组织幼儿讨论如何预防龋齿，如：刷牙、使用牙线等。
3. 观看刷牙动画教程，引导幼儿掌握正确的刷牙方法。
第四章：爱护牙齿教学目标：2. 培养幼儿定期检查牙齿的意识。
教学内容：2. 引导幼儿了解定期检查牙齿的重要性。
教学活动：1. 教师讲解如何爱护牙齿，如：刷牙、使用牙线、定期检查等。
3. 教师邀请牙医志愿者讲解定期检查牙齿的重要性，并解答幼儿的疑问。
第五章：实践活动教学目标：1. 让幼儿通过实践活动，巩固所学知识。
2. 培养幼儿合作意识。
教学内容：1. 开展“小小牙医”角色扮演活动。
2. 制作牙齿保护手册。
教学活动：1. 组织幼儿进行“小小牙医”角色扮演活动，让幼儿模拟牙医为同伴检查牙齿。
第六章：故事分享《牙齿岛冒险》教学目标：1. 通过故事，让幼儿进一步了解牙齿保护的重要性。
科普故事用趣味解释自然科学原理
科普故事用趣味解释自然科学原理鸟儿飞翔，树木生长，星星闪烁……这些自然现象看起来似乎很平常，但背后隐藏着许多有趣的科学原理。
在本文中，我们将通过一些有趣的故事来解释自然科学原理，带你一起探索奥妙的科学世界。
第一章：大千世界的微小粒子故事一：调皮的粒子从前，在一个微小的粒子世界里，有一群调皮捣蛋的粒子，它们总是在不同的速度和方向上不停地运动着。
有一天，这些粒子碰撞到一起，它们之间发生了什么呢？这些碰撞的粒子之间发生了能量的转换和传递。
当两个粒子碰撞时，它们的能量可以互相转换，比如一个粒子速度减慢，而另一个粒子的速度增加。
类似地，当一个粒子与多个粒子碰撞时，能量会从一个粒子传递到另一个粒子上。
通过这样的碰撞和能量传递，粒子之间的运动状态得到了平衡，整个粒子系统保持着稳定和有序。
这个微小世界的大自然真是神奇而又有趣！故事二：黑洞的奇妙在遥远的宇宙中,有着神秘而又吸引人的黑洞。
黑洞是物质密度极高的区域，那里的引力非常强大，连光都无法逃离。
那么，为什么黑洞如此强大呢？黑洞的强大来自于它的质量。
质量越大，黑洞的引力就越强大。
当一颗恒星耗尽燃料时，它会发生剧烈的爆炸，这就是我们所说的超新星。
如果超新星的质量足够大，它会坍缩成一个密度极高的区域，形成黑洞。
黑洞的引力是如此之强，以至于它像一个吸尘器一样吞噬周围的物质。
当物质进入黑洞时，它会被压缩到极点，形成一个奇点，这就是黑洞的核心。
黑洞对物质的吞噬可谓是宇宙中最壮观的景象之一。
第二章：大自然的力量与运动故事三：万有引力的奥妙牛顿的苹果故事相信大家都耳熟能详。
当年，牛顿看着一颗苹果从树上掉落，他突然意识到物体之间存在着一种看不见的力量，这就是万有引力。
万有引力是一种吸引力，所有物体之间都会相互吸引。
这个力量的大小取决于物体的质量和距离。
质量越大，吸引力越强；距离越远，吸引力越小。
正是由于万有引力的存在，行星围绕太阳运动，月亮围绕地球运动，地球围绕太阳运动。
这个看不见的力量控制着整个宇宙的运行，它给我们带来了四季更迭、日出日落等美丽的景象。
《时间简史》：宇宙与人类智慧的对话
时间简史：宇宙与人类智慧的对话引言《时间简史》是英国理论物理学家斯蒂芬·霍金的一本著名科普作品，于1988年出版。
该书以通俗易懂的方式向读者介绍了宇宙和物理学的历史、基本原理以及现代天文学、粒子物理学等新发现。
通过这本书，霍金试图揭示宇宙中一系列关键问题背后的奥秘，并展示了人类智慧在解答这些问题上所取得的巨大进展。
第一章：时间的起源在第一章中，我们将探索时间的起源和演化过程。
我们将从大爆炸说开始，讨论宇宙诞生之初的状态，并描述随着时间流逝，空间和时间如何产生并相互影响。
主题包括： - 大爆炸模型 - 宇宙背景辐射 - 引力和时空弯曲第二章：量子世界与黑洞在第二章中，我们将深入讨论量子力学和黑洞这两个引人注目并且令人着迷的主题。
我们将解释量子世界中微观粒子的奇特行为，以及黑洞如何能改变我们对宇宙运作的认识。
主题包括： - 量子力学基本原理 - 双缝实验和测不准原理 - 黑洞的形成和性质第三章：时间旅行的可能性在第三章中，我们将讨论时间旅行的概念，探索是否真的存在回到过去或者前往未来的可能性。
我们将解释时空扭曲、黑洞事件视界以及虫洞等与时间旅行相关的理论。
主题包括： - 相对论和时空结构 - 感应率跃迁和箔轮效应 - 时间机器的科学可行性第四章：宇宙定律与生命诞生在第四章中，我们将探讨宇宙定律如何影响生命在地球上的形成。
我们将从化学进化到生物进化，揭示自然选择、遗传变异以及其他因素是如何塑造并推动了生命多样性。
主题包括： - 宇宙常数和物理定律 - 化学演化和基因变异 - 生命起源与进化结论《时间简史》向读者展示了人类智慧在探索宇宙的过程中取得的巨大成就。
通过对宇宙、时间、量子世界和生命起源等话题的探讨，我们更加深入地理解了人类与宇宙之间的微妙关系。
这本书不仅强调了科学的进展，也激发了读者对于人类文明和智慧的无限想象和探索精神。
让我们一同走进《时间简史》，与霍金一起对话宇宙与智慧的奥秘吧！。
探索星空奥秘
探索星空奥秘星空，是人类探索的终极目标之一。
数百年来，人类一直以探索星空为梦想和追求。
在这个广袤无垠的宇宙中，蕴藏着许多令人着迷的奥秘。
本文将带领读者一起探索星空的奥秘，揭开那些神秘的面纱。
第一章：星系的形成和发展星系，是宇宙中极为庞大的天体系统，由恒星、行星、星云等构成。
我们所熟知的银河系便是其中之一。
在星系的形成和发展过程中，引力是关键因素之一。
最初，宇宙大爆炸引发了宇宙的形成，而后演化成无限广阔的宇宙。
由于引力的作用，星际物质逐渐聚集形成恒星和星系。
通过观测星系的形成和演化，我们可以更好地理解宇宙的起源和发展。
第二章：黑洞的奥秘黑洞，是宇宙中最为神秘和引人注目的天体之一。
它是由大质量恒星在短时间内坍塌形成的，它的引力极强，甚至连光也无法逃逸。
黑洞中的奥秘引发科学界的极大兴趣。
通过研究黑洞，科学家们探索了时空的曲折性和引力的奥秘。
黑洞不仅对于我们理解宇宙的演化起到关键作用，还可能是未来空间旅行的通道。
第三章：宇宙射线的秘密宇宙射线是来自宇宙射线背景辐射以及其他高能天体的粒子流和电磁辐射。
它们是宇宙中的高能粒子，包括来自太阳、恒星爆发、超新星爆炸等。
宇宙射线不仅影响着地球上的生物和电子设备，同时也对宇宙原初的演化起到重要作用。
通过研究宇宙射线，科学家们希望揭开宇宙形成的更多秘密，同时也为宇宙飞船的航行提供保护措施。
第四章：星际旅行的前景星际旅行一直是人类的梦想，而如今，随着科学技术的不断发展，星际旅行也逐渐成为现实。
太空探索机构和私营企业正在进行相关研究，并计划未来的载人星际飞行。
从前沿科学实验室到星际移民，人类对星际旅行的探索势在必行。
科学家们正致力于解决行星间距离、航行时间、空间辐射等种种问题，为未来星际旅行的实现创造条件。
结语：无论是星系的形成与发展、黑洞的奥秘、宇宙射线的秘密还是星际旅行的前景，星空以其无穷的魅力吸引着我们深入探索。
通过科学家不懈的努力和技术的不断进步，我们可以更好地了解宇宙的奥秘。
银河闪耀美国：每章概括及赏析
银河闪耀美国：每章概括及赏析
第一章：银河的诞生
本章介绍了银河的起源和形成过程。
作者详细描述了宇宙大爆
炸后，物质如何逐渐聚集形成星系，以及银河系的结构和特征。
通
过描绘银河系的演化历程，读者可以更好地理解宇宙中的星系形成
过程。
第二章：银河中的恒星
本章围绕银河系中的恒星展开。
作者介绍了恒星的基本特征和
分类，包括恒星的光谱、亮度、质量等。
通过解释不同恒星的演化
过程和生命周期，读者可以更深入地了解恒星在银河系中的重要作用。
第三章：银河系的行星系
本章重点探讨了银河系中的行星系统。
作者详细介绍了行星的
形成和演化过程，并介绍了行星的分类和特征。
通过解释行星轨道、行星大气和行星环境等内容，读者可以更好地理解银河系中行星系
统的多样性和复杂性。
第四章：银河系的黑洞
本章讨论了银河系中的黑洞现象。
作者介绍了黑洞的定义、特征和分类，并探讨了黑洞的形成和演化机制。
通过解释黑洞的引力效应和吞噬物质的过程，读者可以更加深入地了解黑洞在银河系中的重要地位和影响。
第五章：银河系中的星系团
本章详细描述了银河系中的星系团。
作者解释了星系团的形成和演化过程，以及星系团中不同星系的相互作用和影响。
通过描绘星系团的迁移和聚合过程，读者可以更好地理解银河系中星系团的形成和演化机制。
第六章：银河系的未来
本章展望了银河系的未来发展趋势。
作者讨论了银河系可能发生的合并和撞击事件，并探讨了银河系可能的演化路径。
通过展示不同未来可能性，读者可以拓宽对银河系的认知，并思考宇宙中星系的长远演化规律。
黑洞ppt课件
1971年，科学家们通过观测 双星系统的变化，间接证明了
黑洞的存在。
2019年，科学家们通过事件 视界望远镜观测到了黑洞的照
片，证实了黑洞的存在。
黑洞的类型
01
02
03
恒星型黑洞
由大质量恒星坍缩形成， 质量在数倍到数十倍太阳 质量之间。
超大质量黑洞
存在于星系中心，质量可 达数十亿倍太阳质量或更 高。
03
CATALOGUE
黑洞的影响
对星系形成的影响
星系形成
黑洞强大的引力可以影响其周围的星 体运动，甚至影响星系的形成。在某 些情况下，黑洞的存在可能导致星系 无法形成或改变其演化路径。
星系演化
黑洞通过吞噬星体和气体，可以影响 星系的演化过程。在某些情况下，黑 洞的强大引力可能会加速星系内部的 星体碰撞和合并过程。
黑洞ppt课件
目录
• 黑洞简介 • 黑洞的特性 • 黑洞的影响 • 黑洞的探索与观测 • 黑洞与相对论 • 科幻作品中的黑洞
01
CATALOGUE
黑洞简介
黑洞的定义
黑洞是一种极度密集的天体，其引力强大到连光也无法逃逸。
黑洞的形成与恒星坍缩有关，当一颗质量足够大的恒星燃烧殆尽后，其核心会坍缩 成黑洞。
高能辐射防护
直接观测黑洞会面临高能 辐射和X射线等有害物质的 威胁，需要采取有效的防 护措施。
黑洞研究的未来展望
发展更先进的观测技术
随着科技的发展，未来有望发展更先进的观测技术，如更高分辨 率的望远镜和更灵敏的探测器。
深入研究黑洞与宇宙演化
通过更深入地研究黑洞的性质和宇宙演化，有望揭示更多关于宇宙 奥秘的答案。
04
黑洞的奇洞与量子力学
量子力学与黑洞的结合是现代理论物 理学的重要课题。
时间简史每回概括霍金对宇宙起源与发展的探索
时间简史每回概括霍金对宇宙起源与发展的探索《时间简史》是由英国科学家史蒂芬·霍金所著的一部科普读物，主题涉及宇宙起源、黑洞、时间旅行等众多领域。
本书以通俗易懂的语言，着重解释了物理学、宇宙学等复杂领域的相关理论，让读者对宇宙的起源与发展有更深入的了解。
本文将对《时间简史》的每个章节进行概括，简要介绍霍金对宇宙起源与发展的探索。
第一章：我们的宇宙本章首先介绍了宇宙的大规模结构，从宇宙的发展历程中，我们可以看到宇宙在过去的13.8亿年中经历了无数的演化。
霍金指出，宇宙的起源可追溯到大爆炸（Big Bang）事件，这一事件导致了宇宙的空间和时间的开始。
接着，霍金解释了黑洞的概念，并指出黑洞是宇宙中最神秘的天体之一。
第二章：时间的箭头这一章节主要探讨了时间流向的问题。
霍金认为，在宇宙的起源之后，时间开始以箭头的形式流动，从过去到未来。
他解释了物理学中的熵增原理，指出宇宙的熵会不断增大，导致时间只能单向流动。
同时，霍金也提到了时间旅行的可能性，并介绍了一些关于时间旅行的理论。
第三章：空间和时间本章主要介绍了相对论和量子力学在宇宙研究中的应用。
霍金解释了广义相对论的基本理论，探讨了时空弯曲和引力波等重要概念。
他还探讨了量子力学中的不确定性原理，并对黑洞辐射理论进行了阐述。
第四章：宇宙存在的原因本章讨论了宇宙存在的原因以及宇宙中存在的生命的可能性。
霍金认为，宇宙很可能是通过自然选择和进化的过程形成的，并且存在可能的多重宇宙。
他还提出了“强大理论”（Strong Theory），试图解释宇宙为何具有特定的物理常数。
第五章：黑洞这一章深入探讨了黑洞的奥秘。
霍金解释了黑洞的形成和演化过程，并介绍了他在黑洞研究领域的贡献，如霍金辐射理论等。
他还指出，黑洞对于我们理解宇宙的演化起着重要的作用。
第六章：时间旅行本章讨论了时间旅行的可能性，并介绍了一些与时间旅行相关的理论。
霍金指出，虽然目前时间旅行仍然是科幻领域的内容，但它可能在物理学未来的发展中成为现实。
睡前故事探秘未知的宇宙之旅
睡前故事探秘未知的宇宙之旅天空中闪烁着无数的星星，它们是宇宙中的明灯，也是我们人类对宇宙的探索的起点。
那么，在我们安静地躺在床上准备入睡的时候，为什么不听一听关于宇宙的睡前故事呢？让我们一同展开一次未知的宇宙之旅。
第一章：星空中的奇妙生物故事的开始，我们来到一个美丽的星球上。
这个星球上不同寻常的是，上面生活着一种奇特而又神秘的生物。
它们拥有多样的形态，既有类似于地球上的动物，也有独具特色的外形。
它们的身体中流淌着五彩斑斓的光芒，闪耀着迷人的色彩。
这些生物通过精细调节身体的频率，可以完成它们从一个星球到另一个星球的旅行。
它们的旅行方式不同寻常，像是彩虹般，一闪而过。
第二章：神秘的黑洞在我们旅途的下一站，我们来到了一个神秘而又令人迷惑的地方——黑洞。
黑洞是宇宙中的奇观之一，由于吸引了周围的一切物质甚至光线，所以被称为黑洞。
当我们站在黑洞前，我们仿佛感受到了巨大的引力，它让时间和空间都发生了扭曲。
人们一直对黑洞怀有浓厚的兴趣，希望通过研究黑洞揭开宇宙的奥秘。
第三章：奇幻的星云继续我们的宇宙之旅，我们来到了一片奇幻的星云。
星云是由星际物质和尘埃组成的云状结构，也被称为天然的宇宙烟花。
这些星云形态各异，有的像蓝色的水晶，有的像银河般璀璨。
在星云之中，幻化出各种栩栩如生的生物，它们飞舞在星云中，交织出美丽的舞蹈。
第四章：神秘的宇宙大爆炸回到宇宙的原点，我们来到了宇宙大爆炸的时刻。
据科学家的研究，宇宙大爆炸是宇宙诞生的开始，也是宇宙迅猛膨胀的起点。
在大爆炸之后，宇宙从一个极其微小的点开始，逐渐扩张形成了我们今天所见到的广阔宇宙。
这一诞生之谜一直令科学家着迷，也成为了人类探索宇宙起源的重要问题。
第五章：幸福的星际家园在这次未知的宇宙之旅中，我们遇到了一群幸福的星际居民。
他们居住在宇宙中的星际家园，和谐而快乐地生活着。
星际家园环境优美，风景迷人，生活区域拥有智能化的设施，为星际居民提供了完善的生活条件。
他们通过科技的发展使得生活更加美好，也为我们展示了人类与宇宙和谐共生的未来。
小小讲解员探索宇宙的奥秘
小小讲解员探索宇宙的奥秘在广袤无垠的宇宙中，隐藏着许多令人着迷的奥秘。
作为一名小小讲解员，我带着无限的好奇心，踏上了探索宇宙的旅程。
在这篇文章中，我将带您一起探索宇宙的奥秘，揭开星系、行星、黑洞和太空探索等领域的神秘面纱。
第一章星系的奥秘星系是宇宙中最大的天体系统，由无数颗星球、恒星、行星组成。
首先，让我们来了解一下不同类型的星系。
螺旋星系由旋臂环绕中心的棒状结构组成，像一朵盛开的鲜花；椭圆星系则呈类似椭圆形的结构，没有明显的旋臂；而不规则星系则没有明显的形态，形状各异。
这些星系中，我们生活的银河系就是一个螺旋星系。
银河系中心有一个超大质量黑洞，它被称为“银河系中心黑洞”。
黑洞是宇宙中最神秘的存在之一，它是一种密度极高、引力极强的天体。
黑洞的引力甚至连光都无法逃脱，因此也被称为“自然界的吞噬者”。
正是这个黑洞的存在，使得银河系中星系内的星球维持了相对稳定的轨道运动。
第二章行星的奥秘行星是围绕恒星运行的天体。
众所周知，太阳系是我们生活的地方，它是一个典型的行星系统。
太阳系中有八大行星，按离太阳远近分别是水金火木土星、土星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
每颗行星都有独特的特点和特征。
例如，水金火木土星是太阳系统中最大的行星，而金星则是离太阳最近的行星。
地球是我们生活的家园，它拥有适合生命存在的条件，包括适宜的温度、气候和液态水等。
木星是太阳系中气态巨星，它的体积约为其他行星总和的2.5倍。
第三章黑洞的奥秘黑洞是宇宙中最为神秘的存在之一，它的形成与恒星的演化过程密切相关。
当恒星燃尽了全部的核燃料后，会发生引力坍缩，形成一个极为致密的天体，即黑洞。
黑洞的景象被描述为一个无限密度的点，称为“奇点”。
黑洞的引力非常强大，可以使光线弯曲，甚至扭曲时空。
它能将周围的物质吸引到其中，但我们无法直接观测到黑洞，只能通过黑洞附近的物质运动和辐射进行间接观测。
科学家们一直在努力研究黑洞的本质和特性，但关于黑洞的奥秘仍然存在许多未解之谜。
发现自然的奥秘科普中小学自然科学
发现自然的奥秘科普中小学自然科学自然界是一个充满奥秘的世界，它包含了千奇百怪的生物、宏观和微观的自然现象，充满了让人惊叹的事物。
科学的发展和进步，帮助我们揭开了自然的面纱，让我们对自然界有了更深入的了解。
本文将为大家科普中小学自然科学中的一些奥秘之处，让我们一起发现自然的奥秘吧！第一章奇妙的植物世界植物王国是自然界最为丰富多样的王国之一。
它们的生长和繁衍方式令人叹为观止。
比如，在一些逆境环境中，一些植物会通过一种叫做“离体繁殖”的方式来繁衍后代。
它们通过将一部分细胞从母体上切割下来，然后再培养生长，最终长成一个新的植物体。
这种繁殖方式不需要性别，大大提高了植物的繁殖效率。
另外，一些植物还具备自我保护的能力。
比如，一种名为“食人花”的植物，虽然听起来很恐怖，但实际上它并不会吃人。
它的叶子上生长着一些颜色鲜艳的触须，吸引了许多昆虫过来。
当昆虫接触到触须时，它们会被黏住并最终被消化掉，为植物提供养分。
第二章浩瀚的宇宙奥秘宇宙是人类探索的最大舞台之一，其中蕴含着无数的奥秘。
我们常常能看到美丽的星星和流星，但你知道吗？它们其实都是发光的天体。
星星是由巨大的气体团块组成的，它们内部的高温和压力使得气体发生核聚变，释放出巨大的能量，从而发光。
另外，黑洞也是宇宙中一种非常神秘的存在。
它是一种极度密集的天体，它的引力非常强大，连光都无法逃逸。
因此，黑洞在宇宙中形成了一个“吞噬”一切的存在。
科学家研究发现，黑洞的质量越大，它的引力就越强，吞噬范围也越广。
黑洞是宇宙中最神秘也最具有吸引力的事物之一，它们让人无比好奇。
第三章神奇的微观世界微观世界是一个无比精彩的世界，它包含了各种各样的微粒和微生物。
例如，细胞是构成生物体的基本单位，而其中的DNA则是掌控细胞功能的重要物质。
DNA是一种巨大的分子，它包含着生物体的遗传信息。
另外，分子也是微观世界中的重要角色。
分子是由原子组成的，而原子又由电子、质子和中子等微粒构成。
分子的组合方式不同，会形成不同的物质。
宇宙黑洞的形成
宇宙黑洞的形成篇一：天文学概论(尔雅)期末考试答案2015天文学概论（尔雅）期末考试答案一、单选题（题数：50，共 50.0 分）1知道哪几个参数之后就可以确定行星轨道面？1.0 分 A、i,Ω，eB、a,Ω，eC、i,Ω，wD、i,a，e正确答案： C 我的答案：C2开普勒在解开普勒超越方程所用的方法是1.0 分A、逐次逼近法B、微积分C、级数展开D、微扰理论正确答案： A 我的答案：A3经典的作用力包括（）1.0 分A、万有引力和强相互作用B、电磁力和万有引力电磁力和弱相互作用D、强相互作用和弱相互作用正确答案： B 我的答案：B4仙女星座离地球距离：0.0 分A、200万光年B、220万光年C、240万光年D、250万光年正确答案： B 我的答案：B5被称为天文之都的城市是：1.0 分智利B、莫纳克亚C、格林贝尔特D、以上均不是正确答案： B 我的答案：B6目前世界上最大的望远镜的口径是多少？0.0 分 A、5米B、7米10米D、12米正确答案： C 我的答案：A7开创了动力系统理论，多复变函数论的先驱之一的是哪一科学家？1.0 分 A、爱因斯坦B、菲尔兹C、希尔伯特D、庞加莱正确答案： D 我的答案：D8太阳系卫星，月球是第几大卫星：1.0 分A、3.0B、4.0C、5.0D、6.0正确答案： C 我的答案：C9宇宙背景辐射发现的具体时间是：1.0 分A、1978年B、1988年1985年D、1964年正确答案： D 我的答案：D10质量为2.3-8.5太阳质量的恒星死亡是发生超爆会形成什么？0.0 分A、白矮星B、中子星C、化为乌有D、黑洞正确答案： C 我的答案：D11完全解决三提问题需要多少个积分？1.0 分A、12.0B、16.0C、9.0D、18.0正确答案： D 我的答案：D12有10个初积分总是可以求出来的，它们是什么？1.0 分A、n个天体质量中心的运动一个积分，动量守恒定理的三个积分，动量矩守恒定理的三个积分，能量守恒定理的三个积分B、n个天体质量中心的运动三个积分，动量守恒定理的一个积分，动量矩守恒定理的三个积分，能量守恒定理的三个积分C、n个天体质量中心的运动三个积分，动量守恒定理的三个积分，动量矩守恒定理的三个积分，能量守恒定理的一个积分D、n个天体质量中心的运动三个积分，动量守恒定理的三个积分，动量矩守恒定理的一个积分，能量守恒定理的三个积分正确答案： C 我的答案：C13现代发现的新星大约有多少个：1.0 分A、100.0B、200.0300.0D、400.0正确答案： B 我的答案：B14太阳对地球的引力比地球大一倍，但是月球并不绕太阳旋转，是为什么？0.0 分A、月球带有电性B、地月距离近C、太阳温度过高D、月球具有第一推动力造成的初速度正确答案： D 我的答案：B15第一个现代空间望远镜是由哪个国家送上太空的：1.0 分 A、苏联B、中国C、荷兰D、美国正确答案： D 我的答案：D16和引潮力有关的现象是1.0 分A、椭圆轨道运动B、地壳运动C、潮汐现象D、以上都无关正确答案： C 我的答案：C17哈勃定律中的哈勃常数是什么和什么的比值？1.0 分A、光度和距离B、质量和距离C、公转周期和距离D、退行速度和距离正确答案： D 我的答案：D18第一个利用拉格朗日点的卫星是哪个？1.0 分A、GAIAB、JWSTC、WMAPD、SOHO正确答案： D 我的答案：D19太阳对月球的摄动力只有地球对月球的引力的：0.0 分A、0.166666666666667B、0.0166666666666667C、0.0111111111111111D、0.0125正确答案： C 我的答案：A20地球平均密度是（）克每立方厘米。
读书笔记两万字
读书笔记两万字我最近读了一本名为《时间简史》的书，由英国物理学家史蒂芬·霍金撰写。
这本书以精简但不失深度的方式介绍了宇宙的演化史、量子物理学、黑洞理论等重要概念。
我想通过这篇读书笔记与大家分享我对书中一些关键内容的理解。
第一章：宇宙的起源与演化霍金在第一章中介绍了宇宙的起源与演化。
他提到了宇宙大爆炸理论和宇宙的膨胀过程。
根据宇宙微波背景辐射的观测数据，科学家们得出了宇宙起源于约138亿年前的结论。
霍金还解释了黑洞的形成和演化过程，以及它们对宇宙结构的影响。
这一章让我对宇宙的起源和发展有了更深入的了解。
第二章：时间与空间在第二章中，霍金讲解了时间和空间的概念。
他提到了爱因斯坦的相对论理论，指出时间是相对的，与观察者的运动速度有关。
他还解释了时空弯曲的概念，揭示了质量和能量对时空的影响。
我通过这一章的学习，对时间和空间的本质有了新的认识。
第三章：量子力学霍金在第三章中详细介绍了量子力学的基本原理。
他解释了微粒的波粒二象性和量子力学的概率性质。
他还提到了量子纠缠和不确定性原理。
通过这一章的学习，我对量子力学的奇妙特性有了更深入的了解。
第四章：黑洞在第四章中，霍金深入探讨了黑洞的性质和相关理论。
他解释了黑洞的定义、形成和结构。
他还提到了黑洞的奇点和黑洞辐射理论。
这一章让我对黑洞有了更深入的认识，也让我对宇宙的奥秘产生了更多的好奇。
第五章：时间旅行霍金在第五章中引入了时间旅行的概念。
他介绍了时空的弯曲和闭合时间曲线，探讨了是否可能实现时间旅行。
他提到了霍金辐射和时间箭头理论。
这一章让我对时间旅行的可能性产生了一些思考，也让我对时间的本质有了更深入的理解。
第六章：宇宙的未来在最后一章中，霍金展望了宇宙的未来。
他讨论了宇宙的终极命运以及可能的宇宙模型。
他对大爆炸后宇宙的演化过程进行了描述，提到了宇宙加速膨胀的现象。
他还讨论了宇宙是否会最终停止膨胀或收缩。
这一章让我对宇宙的未来有了一些想象，也让我对宇宙的无限可能性感到震撼。
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两种力量的较量
(2).恒星演化的最终产物
内部的核燃料耗尽时，热核反应熄火，外向的辐 射压消失，失去了抗衡而大获全胜的引力使红巨星发 生急剧的坍缩，坍缩又引起反弹和爆发，爆发使大量 物质被抛射。
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。
质量小于3.5 m⊙的恒星历经 红巨星阶段，演化成白矮星
2Gm r 2 c
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
(3).质量足够大或者体积足够小的恒星都能演化成黑洞
质 量 不 变
太阳
压缩
到半径3km时
黑洞
到半径3mm时
电脑绘制的虫洞
黑洞、白洞、虫洞与时空旅行
爱因斯坦－罗森桥 虫洞就是源于宇宙泡之间的隧道，并且可能不止一条，有的并不通向另 外的宇宙泡，而只连同自身的两部分，就像“手柄”。虫洞的端口就是 黑洞和白洞，就是源和汇。在这里，虫洞成为一个连接黑、白二洞的， 物质在黑洞的奇点处被瓦解为基本粒子，然后通过爱因斯坦－罗森桥被 传送到白洞辐射出去。
查阅浏览作业：利用搜索引擎搜索查阅“超空间发动机”和“超时空旅 行”内容，并归纳主要思想。
谢谢！
（2）LMCX-3双星中的暗星
黑洞候选者
强X射线源LMCX－3中含有一颗质量大约为10个太阳质量的黑洞。
银河系附近的“大麦哲伦云”星系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A0620－00
黑洞候选者
在麒麟座距地球约3000光年外，发现了X射线源 A0620―00，其质量在3.2 -7 m⊙之间，可能是已知离 地球最近的候选者。
地球
表一
主序星、白矮星、中子星、黑洞时的尺度与密度
白矮星 1万千米 ~1 T / cm3 中子星 10千米 ~1 亿吨 / cm3 黑洞 3千米 ~100 亿吨 / cm3
角色 半径 平均密度
主序星（太阳） 70万千米 1.4 g / cm3
两种力量的较量及结局
(1). 引力与斥力的较量
天 体 内 部
由爆发星系、星系碰撞及巨大能量活动能够形成“超级大黑 洞”，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30亿倍太阳质量，1小时吞吃600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4个 地球。
原始黑洞 霍金辐射 霍金辐射 黑洞并不是没有任何辐射。 牛津大学的彭若斯、美国物理学家米斯纳等人论证，处于转动的、 带电的激发态黑洞存在超辐射和自发辐射，并且这类辐射可以带走黑洞 的转动能、电磁能和电荷，导致黑洞转速减慢、电荷减少、能层变薄， 直到蜕化为不转动、不带电的史瓦西黑洞。
激发态黑洞
辐射
带走转动能 电磁能和电荷
蜕化
史瓦西黑洞
1974年，在提出原始黑洞的概念后，霍金（Steven Hawking）应用 量子场论的方法推证得出，一定质量的黑洞都有一定的温度，因而能发 出热辐射，被人们称为霍金辐射。
黑洞蒸发
黑洞的热辐射与其质量有关。质量越大温度越低， 辐射越弱；质量越小，温度越高，辐射越强。有效的热 辐射会使质量亏损。
微小质量黑洞簇射地球大气层
黑洞、白洞、虫洞与时空旅行
白洞 20世纪60年代初，前苏联的诺维可夫和以色列的尼曼等人又根据爱 因斯坦场方程的史瓦西解提出了白洞的模型。黑洞是宇宙中吞食物质和 光的“陷阱”，是最“自私”的怪物；白洞却是宇宙中最“慷慨”的天 体，各类高能物质乃至光线从这个源涌向宇宙，包括外来的物质和能量 它也一概加以排斥。
原始黑洞特点
原始黑洞有如下特点： a. 具有较高温度，“放出物质和辐射” b. 吸积效应小于发射效应，可以蒸发消失
发射效应与吸积效应
质量足够大的黑洞来说，无论它们是在宇宙早期形成的还是 后来在超新星爆发时产生的，其质量增大的速率超过了其自身蒸 发的速率，只有一天天长大。粗略的估算，质量小于1012kg的黑 洞已经蒸发掉了，质量在1012~1023kg之间的黑洞现在正在蒸发， 而质量在1023kg以上的黑洞，包括由恒星演化形成的“第二代” 黑洞，则正在吸积物质不断长大。
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”。
黑洞的观测与发现
观测黑洞的方法
2.探测方法与手段: 间接推测
引力透镜现象
核 心 喷 流 现 象
异常X射线源及γ 射线源 M87及其喷流的X射线照片
黑洞的观测与发现
（1）天鹅座X-1号的双星系统
黑洞候选者
1966年探测到天鹅座X-1号星，质量约为7-14m⊙，射出强 烈的X射线、γ射线。1971年，X射线天文卫星“自由号”在观 察天鹅座X-1号星后证实：看得见的那一颗是蓝色的超巨星；
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。
黑洞的观测与发现
黑洞、白洞、虫洞与时空旅行
虫洞 虫洞概念的出现，几乎与黑洞同时。
如果恒星形成了黑洞，那 么时空在史瓦西半径即视界的 地方与原来的时空垂直。在不 平坦的宇宙时空中，这种结构 就意味着黑洞视界内的部分会 与宇宙的另一个部分相结合， 然后在那里产生一个洞。这个 洞可以是黑洞，也可以是白洞。 而这个弯曲的视界，就叫做史 瓦西喉，它就是一种特定的虫 洞。
二、观测与发现
观测黑洞的方法 1．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 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 杂的物质结构，刮去了“毛发”，使结构变得简单， 只剩下了质量、电荷及角动量，知道了这三个参量， 也就知道了它的一切。
质量在3.5～8 m⊙之间的恒星 最终经历超新星爆发，进而形成中子星
质量大于8 m⊙，晚期爆发后 其核心区最终形成黑洞
中子星的奥本海默极限
奥本海默1904～1967）在1939年研究提出
如果中子星的质量超过3.2 m⊙（精细的模型给出 值在2～3 m⊙之间），则其的中子间的泡利斥力就再也 阻挡不住星体引力坍缩，会进一步被压缩成一个体积 很小而质量巨大的高密度引力源——黑洞。上述3.2 m⊙（常记作3）的中子星界限被称作“奥本海默极限”， 任何超此极限的恒星都难以停留在中子星阶段。
黑洞的观测与发现
（4）银河系的1E1740.7-2942
黑洞候选者
1990年发现了一个较强的X射线和γ射线源，它距银河系 中心不到300光年，暂时代号为1E1740.7-2942
黑洞的观测与发现
黑洞候选者
（5）遥远星系（M87）的中心黑洞
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。
向内收缩
来源 向外扩张
万有引力 物质粒子之间的斥力 黑 洞 内 部 未 知
主序星的扩张斥力来自热核反应导致的粒子间的 高温热运动形成的辐射压，辐射压与引力压平衡； 白矮星阻止自身发生引力坍缩的外向斥力， 主要来源于高密度电子间的泡利斥力； 中子星阻止自身发生引力坍缩的外向斥力 则来自中子之间的泡利斥力（简并压）；
现代科学技术概论
大连大学 现代科学技术概论教学团队 2008年９月
一、宇宙篇
太 阳 系 宇宙黑洞
起源与演化
探索地外生命
宇宙篇
授课教师：刘金寿
目
一、科学家的预言 二、观测与发现
录
三、黑洞的类型 四、白洞、虫洞与时空旅行
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？
一、科学家的预言
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
史瓦西黑洞（基态的黑洞）
史瓦西黑洞属于“寻常黑洞”。原星质量大于8 m⊙的恒星， 其引力坍缩的最终结局会形成黑洞。
黑洞的类型
克尔黑洞（旋转的黑洞）
黑洞的类型
雷斯勒―诺斯特朗姆黑洞（带电的黑洞）
黑洞的类型
超级大黑洞（星系级超级大黑洞）
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
史瓦西预言的黑洞
(1). 爱因斯坦广义相对论关于“质量引起时空弯曲”
史瓦西预言的黑洞
(2). 史瓦西预言的黑洞
德国天文学家卡尔·史瓦西（1873—1916年）通过 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 异现象，即在质点的周围存在一个界面──“视界”， 一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。
拉普拉斯预言的黑洞
宇宙中存在着奇异暗星
1798年，法国拉普拉斯预言： 一个与地球密度相同，而直径为太阳250倍的星球， 它发射的光将被其自身的引力拉住而不能被我们接收。 宇宙中最明亮的天体很可能是看不见的。
v1
光速
2GM R
米切尔预言的黑洞
1783年，他在英国皇家学会会议上发布：
一个密度与太阳相同，而半径为太阳500倍的星 球，会使朝它下落的物体，在到达星球表面时的速度 超过光速。所以，假定光也像其他物体一样被与惯性 力成正比的力所吸引，那么，所有从这个星球发射的 光将被星球自身的引力拉回来。
黑洞寿命
黑洞的寿命与其质量的立方成正比，质量越 小蒸发的越快，寿命就越短。一个质量为1吨的 黑洞会在10-10秒内蒸发光，质量为100万吨的黑 洞只能存在10年，初始质量为10亿吨（相当于一 座山的质量，大小如同质子）的黑洞，寿命有 150亿年；而一个1 m⊙黑洞的寿命是1066年！这巨 大的数字并不意外，因为黑洞的蒸发是通过“隧 道效应”泄出辐射的量子效应，只发生在量子尺 度上。