关于黑洞的论文

总之，克尔成功了。但他不是唯一的成功者。在他之前，雷斯勒和诺斯特朗姆分别独立 地发现了带电的史瓦西黑洞解。但是由于种种原因，他们的工作没有得到像克尔黑洞这样的 重视，直到纽曼将爱因斯坦场方程的克尔解和雷斯勒——诺斯特朗姆解融合在了一起，得到 了一个描述范围在量子理论正式大规模介入黑洞研究领域以前最完整的描述黑洞的爱因斯 坦场方程解，也是最符合自然的解——纽曼黑洞。
白洞.................................................................................................................................16 虫洞.................................................................................................................................16 几个重要理论的介绍..................................................................................................................... 19 相对论.....................................................................................................................................19 量子理论.................................................................................................................................21 超弦.........................................................................................................................................23 超引力和克莱茵——卡鲁扎理论......................................................................................... 23 看法、想法和方法......................................................................................................................... 24 对彭罗斯宇宙监督定理的看法............................................................................................. 24 拓扑看宇宙监督定理..................................................................................................... 25 对宇宙监督定理证明的解释以及拓展......................................................................... 27 视界的疑问.............................................................................................................................31 结尾.................................................................................................................................................33
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序言
关于黑洞的论பைடு நூலகம்i
关键词：黑洞，时空视界，宇宙监督定理 提要：
序言
黑洞，是一个从爱因斯坦建立广义相对论以后最重要的物理理论结果，也是现在唯一一 个可以统一相对论和量子理论，同时又可以使人类在对物理极至理论的探索道路上继续迈进 的一种星体。黑洞是神秘的，但也不是神秘的。我的目的就是将黑洞展现在大家面前，让大 家了解什么是黑洞，什么是物理，什么是物理学家，什么是物理学家的教育。
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黑洞的发展
爱因斯坦虽然得到了广义相对论的精华——爱因斯坦场方程，但是他本人还是对黑洞抱 着怀疑态度。爱因斯坦和爱丁顿这两个当时科学界的巨人对黑洞十分抵制，虽然他们在推进 相对论引力理论发展中有着十分重要的作用。奥本海默，和惠勒一起是与爱因斯坦、爱丁顿 齐名的几个重要理论物理学家之一，对黑洞的看法和惠勒一样，认为是存在的。于是奥本海 默和惠勒分别在两个地方开始带领自己的“子弟兵”向致密星以及爱因斯坦、爱丁顿对黑洞 不可能存在的理论发动了挑战。
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黑洞的发展
称的、在塌缩过程中没有丝毫物质异动、不带电荷、没有丝毫旋转的、标准理想化恒星的塌 缩过程，以及它内外时空的场方程解，而克尔在史瓦西的基础上，让这个模型旋转，从而得 到的解。
别小看这个旋转，在黑洞强大的引力下，不仅仅要考虑旋转引起的离心现象，还要考虑 黑洞对外部时空的拖曳、对内部时空的扰动，以及相应的黑洞结构的改变和从而产生的影响。
关于黑洞的论文
关于黑洞的论文...............................................................................................................................2 序言...................................................................................................................................................2 黑洞以及相关知识介绍................................................................................................................... 4
补充说明： 爱因斯坦和爱丁顿对黑洞不存在的想法是：如果物体的引力迫使物体的体 积减小，那么组成恒星的原子必定要被压缩，那么原子的核外电子就要被压迫 到比较内部的轨道（这个时候量子理论还没有发展出来，因而一些结论还不知 道），那么电子的速度就会被迫增大。由于速度极限是光速，于是电子轨道的半 径就一定有一个极限小的值，那么就不可能出现引力战胜一切的黑洞。 在惠勒和奥本海默率领着自己的小组研究时，钱德拉塞卡率先找到突破口，建立了第一 个有史瓦西方程和物态方程结合得到的白矮星的方程。 随后，瑞士的茨维基和德国的巴德首先提出了中子星的构思模型，朗道建立了描述中子 星的理论模型，而奥本海默和他的博士后塞伯一同验证、改进了朗道的中子星模型，奥本海 默和他的另一个博士后沃尔科夫在托尔曼的帮助下一同建立了中子星的标准方程，惠勒和他 的学生哈里森和日本人若野一同研究了中子星和白矮星的质量限定之间的恒星的命运。在哈 佛大学数学家贝克霍夫对史瓦西解进行拓展后，奥本海默和他的最特殊的学生斯尼德得到了 黑洞！而后惠勒也证明了奥本海默的理论和计算是正确的。他们终于得到了一个真正意义上 的黑洞！一个标准的史瓦西黑洞！从而有力地反驳了爱因斯坦、爱丁顿在黑洞问题上的保守 思想。 虽然这个黑洞是标准理想化的真实恒星的实验室模型，但是它说明了黑洞是可能存在 的。奥本海默和斯尼德的胜利，鼓舞了许多物理学家向黑洞这个领域进军，开始了黑洞研究 的第一个黄金时期，虽然期间还是被第二次世界大战打断，奥本海默也差点被抓。 在随后的时间中，许多更加精细的黑洞模型从爱因斯坦场方程这个大模子中被制作了出 来。 克尔是继史瓦西后第二批解开爱因斯坦方程的人中的一个，当然，他的研究和计算是建 立在史瓦西的基础上的。克尔和史瓦西的区别在于，史瓦西研究的是在绝对真空中完全球对
黑洞及其发展的介绍............................................................................................................... 4 黑洞的产生.............................................................................................................................10 黑洞结构介绍......................................................................................................................... 12 黑洞的探索方法..................................................................................................................... 14 宇宙中的洞.............................................................................................................................16
在爱因斯坦提出广义相对论后，史瓦西首先得到了描述时空的方程，也就是著名的史瓦 西方程。这个方程描述了一种被称为标准的恒星模型周围的空间。史瓦西方程主要描述恒星 外的时空和恒星内的时空。史瓦西将他的发现寄给了爱因斯坦，爱因斯坦对这个方程高度赞 扬，但是史瓦西本人却无法听到和得到关于他的方程的任何赞扬和应用，因为他在不久以后 就在战场上染病去世了。惠勒根据这个方程首先提出了黑洞存在的可能性，同时也拉开了对 致密星体尤其是黑洞研究的序幕。
既然是关于黑洞的论文，那么了解什么是黑洞，知道黑洞的结构以及一些相关性质是必 要的了。
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黑洞的发展
黑洞以及相关知识介绍
黑洞及其发展的介绍
对黑洞的研究的开端，可以分为两个，一个是在牛顿引力时代，一个在相对论引力时代。 在牛顿引力时代，黑洞的概念是在 18 世纪英国约克郡桑希尔教区长米歇尔研究了围绕 星体转动的物体的向心力和引力公式中得到的。但是在那个时代，没有任何人相信会有什么 恒星的质量会如此的大而体积如此的小。这种星体的密度是水的 1016 倍！而这个是几乎无 法想象的（在当时如此）。因而黑洞的构想在被提出后不久就被埋没在科学文献的历史之二 中。
在接下来介绍量子理论和数学的一个重要分支，对黑洞的重要贡献以前，我们先来认识 一下前面提到的黑洞的结构是什么。
史瓦西黑洞，是一切黑洞的发祥地。它有一个视界和一个奇点。
视界，是物体能否回到外部宇宙的分界面（视界的准确定义有两种，会在下文介绍量子 理论对黑洞的作用时介绍），在视界外面，物体可以离开或者接近黑洞而保持安全。而在视 界上，只有光速运动的物体可以保持不进入毁灭熔炉黑洞，但是连光也无法从这个面中逃脱 了。如果不幸进入了视界内部，那么你就再也无法出来或者和任何人联络了。你所面对的将 只有一个：死亡。当然，量子理论允许你选择如何死去。