80黑洞简介ppt课件
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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
(精选幻灯片)黑洞ppt
2020/2/4
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问：为什么有粒子跑出？
霍金辐射
在“真空‘的宇宙中，根据海森堡测不准原理，会在瞬 间凭空产生一对正反虚粒子，然后瞬间消失，以符合 能量守恒。在黑洞视界之外也不例外。霍金推想，如 果在黑洞外产生的虚粒子对，其中一个被吸引进去， 而另一个逃逸的情况。如果是这样，那个逃逸的粒子 获得了能量，也不需要跟其相反的粒子湮灭，可以逃 逸到无限远。在外界看就像黑洞发射粒子一样。这个 猜想后来被证实，这种辐射被命名为霍金辐射。由于 它是向外带去能量，所以它是吸收了一部分黑洞的能 量，黑洞的质量也会渐渐变小，消失。
2020/2/4
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Part.6 人造黑洞
欧洲大型强子对撞机（LargeHadronCollider，简称 LHC）被称为世界规模最庞大的科学工程，它将利用 高速粒子束相撞产生的巨大能量，重建“大爆炸”发 生后的宇宙形态。然而欧洲和美国的反对人士分别向 当地法院提出起诉，要求叫停或推迟这个项目，他们 的理由是，LHC能产生危险的粒子或者微型黑洞，从 而毁灭整个地球。
1796年，法国物理学家拉普拉斯曾预言：“一个质量如250 个太阳，而直径为地球的发光恒星，由于其引力的作用， 将不允许任何光线离开它。由于这个原因，宇宙中最大的 发光天体，却不会被我们看见”。拉普拉斯依据牛顿万有 引力定律，光由星体表面逃逸至无穷远得。
2020/2/4
4
现代物理中的黑洞理论建立在广义相对论的基础上。 由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到 黑洞。然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影 响来间接观测或推测到它的存在。比如说，恒星在被 吸入黑洞时会在黑洞周围形成吸积气盘，盘中气体剧 烈摩擦，强烈发热，而发出X射线。借由对这类X射线 的观测，可以间接发现黑洞并对之进行研究。迄今为 止，黑洞的存在已被天文学界和物理学界的绝大多数 研究者所认同，天文界并不时提出于宇宙中观测发现 到已存在的黑洞。
黑洞简介[资料]
![黑洞简介[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/20d19308fd4ffe4733687e21af45b307e871f980.png)
黑洞黑洞是一种引力极强的天体，就连光也不能逃脱。
当恒星的半径小到一定程度，小于史瓦西半径时，就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。
这时恒星就变成了黑洞。
说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。
由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。
然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。
黑洞引申义为无法摆脱的境遇。
2011年12月，天文学家首次观测到黑洞“捕捉”星云的过程。
史瓦西半径是任何具重力的质量之临界半径。
在物理学和天文学中，尤其在万有引力理论、广义相对论中它是一个非常重要的概念。
1916年卡尔·史瓦西首次发现了史瓦西半径的存在，他发现这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。
一个物体的史瓦西半径与其质量成正比。
太阳的史瓦西半径约为3千米，地球的史瓦西半径只有约9毫米。
（地球大概半径6371.004千米。
太阳就大约有70万公里的半径）史瓦西半径的由来史瓦西半径是卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild、也有翻译做卡尔·史瓦兹旭尔得）于1915年针对广义相对论方程关于球状物质分布的解，此解的一个结果是可能存在黑洞。
他发现这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。
根据爱因斯坦的广义相对论，黑洞是可以预测的。
他们发生于史瓦西度量。
这是由卡尔·史瓦西于1915年发现的爱因斯坦方程的最简单解。
根据史瓦西半径，如果一个重力天体的半径小于史瓦西半径，天体将会发生坍塌。
在这个半径以下的天体，其间的时空弯曲得如此厉害，以至于其发射的所有射线，无论是来自什么方向的，都将被吸引入这个天体的中心。
因为相对论指出任何物质都不可能超越光速，在史瓦西半径以下的天体的任何物质——包括重力天体的组成物质——都将塌陷于中心部分。
一个有理论上无限密度组成的点组成重力奇点（gravitational singularity）。
关于黑洞的所有资料
关于黑洞的所有资料黑洞是密度超大的星球，吸纳一切，光也逃不了。
（现在有科学家分析，宇宙中不存在黑洞，这需要进一步的证明，但是我们在学术上可以存在不同的意见）首先，对黑洞进行一下形象的说明:黑洞有巨大的引力，连光都被它吸引。
黑洞中隐匿着巨大的引力场，这种引力大到任何东西，甚至连光，都难逃黑洞的手掌心。
黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见，这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。
我们无法通过光的反射来观察它，只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。
据猜测，黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物，是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。
再从物理学观点来解释一下:黑洞其实也是个星球（类似星球），只不过它的密度非常非常大，靠近它的物体都被它的引力所约束（就好像人在地球上没有飞走一样），不管用多大的速度都无法脱离。
对于地球来说，以第二宇宙速度（11.2km/s）来飞行就可以逃离地球，但是对于黑洞来说，它的第三宇宙速度之大，竟然超越了光速，所以连光都跑不出来，于是射进去的光没有反射回来，我们的眼睛就看不到任何东西，只是黑色一片。
因为黑洞是不可见的，所以有人一直置疑，黑洞是否真的存在。
如果真的存在，它们到底在哪里？黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。
当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星球。
但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。
任何靠近它的物体都会被它吸进去，黑洞就变得像真空吸尘器一样。
为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界，我们需要讨论广义相对论。
广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说，适用于行星、恒星，也适用于黑洞。
爱因斯坦在1916年提出来的这一学说，说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变。
黑洞面面观PPT课件
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11
第十一页，共五十七页。
恒星的形成
通常的恒星是万有引力效应将物 质聚集，同时恒星内部热核反应的大 量热能造成粒子剧烈运动形成排斥效 应，当这两种效应势均力敌时，恒星 维持平衡不会塌缩。
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第十二页，共五十七页。
恒星的塌缩
随着热核反应能量逐渐耗尽，恒星 会慢慢冷却，吸引效应压倒排斥效应， 使恒星塌缩。原子的壳层被压碎，形 成原子核在电子海洋中漂浮状态。此 时电子间的斥力抵抗不住恒星自身引 力，恒星塌缩至高密度状态。
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第七页，共五十七页。
附：第二宇宙速度
如果将地球质量和半径的数值 代入，便是通常所谓的“第二宇宙 速度”。它是从地球表面将一个物 体发射到地球引力场以外所具有的 最低限度的速度。
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第八页，共五十七页。
黑洞（black hole）
直到1915年爱因斯坦提出广义相对论之前， 一直没有关于引力如何影响光的协调的理论。 又过了很长时间，这个黑洞的模型才被理解。 在没有任何观测到的实际证据证明其理论是正 确的情形下，作为数学模型的黑洞理论已经被 发展到非常详尽的地步。
按黑洞本身的物理特性划分
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第二十五页，共五十七页。
暗能量黑洞
暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量 组成，它内部没有巨大的质量。巨大的暗能 量以接近光速的速度旋转，其内部产生巨大 的负压以吞噬物体，从而形成黑洞。暗能量 黑洞的体积很大，可以有太阳系那般大。暗 能量黑洞是星系形成的基础，也是星团、星 系团形成的基础。
从上式中不难看出，质量越大、半径越小 的球体，其逃逸速度越大，如果令球体半径
R＜
则有 v逃＞c
这意味着什么呢？如果假定光也同一般物体一
小学天文课——黑洞PPT课件
神秘的黑洞
-
1
课题提出的背景
探索是人类天然的兴趣，飞行是人类天然的爱好。 任何有关宇宙和探索的话题都能引起整个社会的巨大兴 趣。黑洞探索的成绩有助于增强社会的凝聚力，有助于 激励社会的进取精神，有助于吸引小学生对科学的兴趣。
-
2
-3ຫໍສະໝຸດ -4什么是黑洞？
-
5
一、黑洞的概念
黑洞（Black hole）是现代广义相对论中，宇宙空间内存 在的一种密度极大体积极小的天体。
-
6
奇妙之旅：
黑：表明它不会向外界发射或反射任何光线
洞：是任何东西只要一进入它的边界，就会被它吸进去，就 别 想“爬”出来，连跑的最快的光也逃脱不掉，它就像一个真 正的“无底洞”
-
7
恒星周围的气体或气体云被黑洞吞噬时被加热到很高
温度，散发出强- 烈的X射线
8
电脑模拟黑洞吞噬- 地球
9
黑洞不是一个“黑窟窿”，而是一个非常神秘 的天体：
就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就
诞生了。
-
12
黑洞的扭曲作用：
-
13
吸积 蒸发 毁灭
-
演 化 过 程 ：
14
1、吸积
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。“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流 动。
-
15
2、蒸发
每个黑洞都有一定的温度，温度的高 低与黑洞的质量成反比例。也就是说， 大黑洞温度低，蒸发也微弱；小黑洞的 温度高蒸发也强烈，类似剧烈的爆发。
1、不旋转不带电荷的黑洞 2、不旋转带电黑洞 3、旋转不带电黑洞 4、一般黑洞 5、双星黑洞
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1
课题提出的背景
探索是人类天然的兴趣，飞行是人类天然的爱好。 任何有关宇宙和探索的话题都能引起整个社会的巨大兴 趣。黑洞探索的成绩有助于增强社会的凝聚力，有助于 激励社会的进取精神，有助于吸引小学生对科学的兴趣。
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-3ຫໍສະໝຸດ -4什么是黑洞？
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5
一、黑洞的概念
黑洞（Black hole）是现代广义相对论中，宇宙空间内存 在的一种密度极大体积极小的天体。
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6
奇妙之旅：
黑：表明它不会向外界发射或反射任何光线
洞：是任何东西只要一进入它的边界，就会被它吸进去，就 别 想“爬”出来，连跑的最快的光也逃脱不掉，它就像一个真 正的“无底洞”
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恒星周围的气体或气体云被黑洞吞噬时被加热到很高
温度，散发出强- 烈的X射线
8
电脑模拟黑洞吞噬- 地球
9
黑洞不是一个“黑窟窿”，而是一个非常神秘 的天体：
就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就
诞生了。
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黑洞的扭曲作用：
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吸积 蒸发 毁灭
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演 化 过 程 ：
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1、吸积
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。“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流 动。
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15
2、蒸发
每个黑洞都有一定的温度，温度的高 低与黑洞的质量成反比例。也就是说， 大黑洞温度低，蒸发也微弱；小黑洞的 温度高蒸发也强烈，类似剧烈的爆发。
1、不旋转不带电荷的黑洞 2、不旋转带电黑洞 3、旋转不带电黑洞 4、一般黑洞 5、双星黑洞
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霍金与黑洞之谜课件
科学的社会责任
科学家和学者有责任向公众传播科学知识，提高公众的科学素养和意识，推动社会的科 学发展和进步。
2023
REPORTING
THAN辐射理论，也称为霍金辐射，是指黑洞边缘会释放出辐射的假说。
详细描述
霍金认为黑洞并非完全不发光，而是会以量子效应的方式释放出辐射。这一理 论是基于量子力学和广义相对论的结合，对于理解黑洞的性质和宇宙演化具有 重要意义。
霍金对黑洞内部结构的理解
总结词
霍金认为黑洞内部由奇点、事件视界和辐射组成。
黑洞的形成
黑洞的形成与恒星演化密切相关。 当一颗大质量恒星耗尽燃料并发 生引力坍缩时，其核心会形成黑 洞。
此外，宇宙中的物质和能量在极 端条件下也可能形成黑洞，例如 宇宙大爆炸后残留的超高密度物
质。
黑洞的形成还可能与宇宙中的其 他天体相互作用，如中子星合并
等极端事件。
黑洞的特性
黑洞具有极强的引力，可以弯曲周围 的时空，产生明显的引力透镜效应。
REPORTING
霍金对科学界的贡献
理论物理学的发展
霍金在理论物理学领域做出了卓 越的贡献，特别是在黑洞辐射和
宇宙学方面。
普及科学
霍金是一位杰出的科学传播者，他 的著作和演讲使复杂的科学概念变 得易于理解，激发了公众对科学的 兴趣。
激励后辈
霍金作为一位杰出的科学家和学者， 为年轻一代科学家和学者树立了榜 样，激励他们追求科学事业。
2023
PART 04
黑洞与宇宙的关系
REPORTING
黑洞在宇宙中的地位
黑洞是宇宙中最为神秘的天体之一，它们在宇宙中占据着重要的地位。
黑洞拥有极强的引力，能够吞噬一切周围的物质，包括光线，因此我们无法直接观 测到黑洞。
科学家和学者有责任向公众传播科学知识，提高公众的科学素养和意识，推动社会的科 学发展和进步。
2023
REPORTING
THAN辐射理论，也称为霍金辐射，是指黑洞边缘会释放出辐射的假说。
详细描述
霍金认为黑洞并非完全不发光，而是会以量子效应的方式释放出辐射。这一理 论是基于量子力学和广义相对论的结合，对于理解黑洞的性质和宇宙演化具有 重要意义。
霍金对黑洞内部结构的理解
总结词
霍金认为黑洞内部由奇点、事件视界和辐射组成。
黑洞的形成
黑洞的形成与恒星演化密切相关。 当一颗大质量恒星耗尽燃料并发 生引力坍缩时，其核心会形成黑 洞。
此外，宇宙中的物质和能量在极 端条件下也可能形成黑洞，例如 宇宙大爆炸后残留的超高密度物
质。
黑洞的形成还可能与宇宙中的其 他天体相互作用，如中子星合并
等极端事件。
黑洞的特性
黑洞具有极强的引力，可以弯曲周围 的时空，产生明显的引力透镜效应。
REPORTING
霍金对科学界的贡献
理论物理学的发展
霍金在理论物理学领域做出了卓 越的贡献，特别是在黑洞辐射和
宇宙学方面。
普及科学
霍金是一位杰出的科学传播者，他 的著作和演讲使复杂的科学概念变 得易于理解，激发了公众对科学的 兴趣。
激励后辈
霍金作为一位杰出的科学家和学者， 为年轻一代科学家和学者树立了榜 样，激励他们追求科学事业。
2023
PART 04
黑洞与宇宙的关系
REPORTING
黑洞在宇宙中的地位
黑洞是宇宙中最为神秘的天体之一，它们在宇宙中占据着重要的地位。
黑洞拥有极强的引力，能够吞噬一切周围的物质，包括光线，因此我们无法直接观 测到黑洞。
第六讲：黑洞
更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的 光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也 可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。
这样我们不 仅能看见这 颗恒星的 “脸”，还 同时看到它 的侧面、甚 至后背！
“黑洞”无疑是目前最具有挑战性、也最 让人激动的天文学说之一。许多科学家 正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着， 新的理论也不断地提出。 既然黑（理论预言）那么如何探测呢？
等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫 “史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的 光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。 说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞， 任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃 出。实际上黑洞真正是“隐形”的。 那么，黑洞是怎样形成的呢？其实，跟白矮 星和中子星一样，黑洞很可能也是由恒星演 化而来的。
当时的人们并未为此担心，因为所有 已知的物体的密度都达不到使这个内 部区域扩大到物体之外的程度，即对 于所有已知情况，史瓦西解的这个奇 怪部分都不适用。
阿瑟.斯坦雷.爱丁顿（Arthur Stanley Eddington） 曾考虑过一颗死亡的恒星坍塌后可能达到这个密 度，但从审美的角度出发不太愉快地将其抛弃了， 并人为应该有新的理论补充进来。
根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地 向着中心点进军，直至成为一个体积趋 于零、密度趋向无限大的“点”。
而当它的半径一旦收 缩到一定程度(史瓦 西半径)，正象我们 上面介绍的那样，巨 大的引力就使得即使 光也无法向外射出， 从而切断了恒星与外 界的一切联系—— “黑洞”诞生了。
与别的天体相比，黑洞是显得太特殊了。例 如，黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察 到它，连科学家都只能对它内部结构提出各 种猜想。
黑洞宇宙探索科学知识科普PPT课件(带内容)
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88%黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界
BLACK HOLE
黑洞
黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界
CONTENT
黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体
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黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体
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它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界
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黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体
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它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界
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黑洞
黑洞
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黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体
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它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界
小学数学数字黑洞公开课PPT课件
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1 开头
1234 1235 1236 1237 1238 1239
64 相差 3、5、1 0389 65 相差 4、1、1 0456 1567 2678 3789 66 相差 4、1、2 0457 1568 2679 67 相差 4、1、3 0458 1569 68 相差 4、1、4 0459 69 相差 4、2、1 0467 1578 2689 70 相差 4、2、2 0468 1579 71 相差 4、2、3 0469 72 相差 4、3、1 0478 1589 73 相差 4、3、2 0479 74 相差 4、4、1 0489 75 相差 5、1、1 0567 1678 2789 76 相差 5、1、2 0568 1679 77 相差 5、1、3 0569 78 相差 5、2、1 0578 1689 79 相差 5、2、2 0579 80 相差 5、3、1 0589 81 相差 6、1、1 0678 1789 82 相差 6、1、2 0679 83 相差 6、2、1 0689 84 相差 7、1、1 0789
“数字黑洞”引发的思考
二、研究的方法
• 1、阅读法，通过阅读了解什么是“数字黑洞”，它是怎样形成 的。
• 2、质疑法，所有不同四个数字按“最大数-最小数”这样的规则 后都会掉入数字黑洞吗？一定要是四个不同的数字吗？相同的行 不行？
• 3、猜想法，“四个不同的数字” 按“最大数-最小数”这样的规 则后会掉入数字黑洞，那么“二个、三个、五个、……”是否也存 在着数字黑洞现象呢？
80黑洞简介
S. Chandrasekhar(1983)
（1983年物理学诺贝尔奖获得者）
导引的提纲Outline
• 1牛顿物理学中的黑洞
The Laplace' "invisible star" in Newtonian Physics,
• 2广义相对论中的黑洞
No-escapable region of space-time in General Relativity
• 它是只旋转、不带电的黑洞； 它的外部时空由质量M和角动量J描述。
A rotating black hole is called a Kerr black hole, whose external spacetime is completely characterized by its mass M and angular momentum J.
Stars form by condensation of a gas cloud. Nuclear reactions converting helium to heavier elements,....., to the most stable nuclei occur.
mv R
由能量守衡定律
M 1 mv2 GMm o（无穷远处）
2
R
逃逸速度 v 2GM R 8 G ,
R
3
G 6.671011 Nm2kg2（, 万有引力常数）
1.4103 kgm3（, 太阳密度）
R 500R ,R 695.5103km（太阳半径） 代入数值， v 3108 ms1（, 光速）
1.恒星的引力塌缩
The gravitational collapse of stars
（1983年物理学诺贝尔奖获得者）
导引的提纲Outline
• 1牛顿物理学中的黑洞
The Laplace' "invisible star" in Newtonian Physics,
• 2广义相对论中的黑洞
No-escapable region of space-time in General Relativity
• 它是只旋转、不带电的黑洞； 它的外部时空由质量M和角动量J描述。
A rotating black hole is called a Kerr black hole, whose external spacetime is completely characterized by its mass M and angular momentum J.
Stars form by condensation of a gas cloud. Nuclear reactions converting helium to heavier elements,....., to the most stable nuclei occur.
mv R
由能量守衡定律
M 1 mv2 GMm o（无穷远处）
2
R
逃逸速度 v 2GM R 8 G ,
R
3
G 6.671011 Nm2kg2（, 万有引力常数）
1.4103 kgm3（, 太阳密度）
R 500R ,R 695.5103km（太阳半径） 代入数值， v 3108 ms1（, 光速）
1.恒星的引力塌缩
The gravitational collapse of stars
黑洞简介
黑洞的概念
v 由引力和离心力平衡关系可以得出： 如果一个天体，质量很大而半径很小，则它 的“表面脱离速度”就可达到光速；连从它 表面发射的光也要被引力吸住而跑不出去， 那么其它运动物体也都跑不脱。这个天体就 是黑洞。 2GM R
黑洞大小的计算
真正解决这个问题 的是—希尔伯特*爱 因斯坦。 根据广义相对论， 他算出黑洞的大小。
ห้องสมุดไป่ตู้
哈勃观察到黑洞吞噬物质的情景
黑洞的自旋
黑 洞 周 围 的 超 高 速 物 质
超级计算机模拟出黑洞碰撞时的情景
“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、 也最让人激动的天文学说之一。许多科 学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工 作着，新的理论也不断地提出。不过， 这些当代天体物理学的最新成果不是在 这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋 友可以去参考专门的论著。
Rc
黑洞半径
2GM c
2
黑洞的产生
恒星塌缩的归宿： 小质量的-----白矮星 质量中等-----中子星 质量大于三个太阳的 恒星-----黑洞 质量小一些的恒星主要演化成 白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据 科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。 如果超过了这个值，那么将再没有什么力能与自身重力相 抗衡了，从而引发另一次大坍缩。
100万吨的黑洞----只能维持10年
类似太阳大的黑洞-----存活10的66次方年
关于黑洞的疑问
问题1：宇宙在形成之初为什么没有 坍缩成黑洞？
问题来由： • 物质它在其最初的几分之一秒内的密度比所有已知恒星 的密度都高得多 • 如此高密度的物质理应强烈地扭曲时空，当密度足够大 时，一定会出现一个相对于其内部质量而言尺寸小于史 瓦西半径(Schwarzschild Radius)的区域。 • 大爆炸设法避免了限于自己制造的黑洞之中并且令人不 可思议的是奇点附近的空间实际上并未紧紧地卷曲反而 展平了。
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。
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
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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
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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。
高逼格宇宙黑洞商务通用PPT模板课件
2008
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2012
2006
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2010
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NOW
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7
引力半径
Gravitational radius
2GM
r
.
g
c2
由逃逸速度
v
2GM R
c,
8
2时空中不可逃逸的区域
No-escapable region of space-time
9
事件视界
Event horizon
在非常强的引力场中，例如在中 子星的表面或接近黑洞的事件视 界，我们必须用广义相对论。
In the case of very strong gravitational fields, such as on the surfaces of neutron stars or close to the “event horizon”of black holes, we have to use General Relativity.
4
mv R
由能量守衡定律
M 1 mv2 GMm o（无穷远处）
2
RБайду номын сангаас
逃逸速度 v 2GM R 8 G ,
R
3
G 6.671011 Nm2kg2（, 万有引力常数）
1.4103 kgm3（, 太阳密度）
R 500R ,R 695.5103km（太阳半径）
代入数值，
v
3
108
ms
1（, 光
速） 5
双星中的黑洞
Black hole in a binary star
• 1676年， Roemer测出了光速。
In 1676, Roemer had determined the speed of light to be 214,300 km/sec.
• Michel还指出，双星系统中， 那颗看不见 的星就可能是 黑洞。
• 主要想法是：一个球形的发光的星体，具有与 太阳相同的密度，而直径比太阳的大五百倍， 那么，从这个星体表面逃逸的速度将大于光速。
His main idea was that for a spherical, luminous star, of the same density as the sun, and with a diameter five hundred times larger than that of the sun, the speed of escape from the surface of the star would exceed the speed of light.
• 3量子黑洞-黑洞的辐射与蒸发
Quantum black holes, Radiation and evaporation from a black hole,
• 4黑洞存在的观测证据
Observational evidences of the existence of black holes.
• 5霍金最新的黑洞假说
10
比中子星的密度还大很多
Much more dense than neutron stars
• 中子星的密度的数量级为1012kgm-3. • 在18-19世纪，很难想象一个密度比
3
1牛顿理论中的黑洞概念
BLACK HOLE IN NEWTON'S THEORY
• 黑洞的概念早在1783年由迈克尔给凯文迪许的 信中首次提出.The concept of a black hole was first
expressed by John Michel in his letter of 1783 to Henry Cavendish.
• 拉普拉斯（1798）：一颗发光的星， 密度与地球相同，直径比太阳的大 250倍，它发出的光将被吸引回去而 达不到我们这里。因此，宇宙中的 最大发光星体可能由于这个原因而 成为看不见的星。
Marquis de Laplace: ``a luminous star, of the same density as the earth, and whose diameter should be two hundred and fifty times larger than that of the sun, would not, in consequence of its attraction, allow any of its rays to arrive at us. It is therefore possible that the largest luminous bodies in the universe may, through this cause, be invisible.'' (The System of the World).
Michel also pointed out that if we can not see the other star in a binary star system, it is probably a black hole.
6
看不见的星
Invisible Star (Laplace 1798)
黑洞(简介)
BLACK HOLES
* 参考文献见: 张镇九：现代相对论和黑洞物理学(1986)，第5、6、7、8章 张镇九等：相对论物理学(1997),第10章 相关部分所引文献； •1997-2004年的文献列于相关幻灯片的后面。 •向被引文献的作者致谢。
1
• 自然界的黑洞是宇宙中存在的最理想的 宏观物体：其构造的仅有元素仅是我们 的时间和空间的概念。
• The black boles of nature are the most perfect macroscopic objects there are in the universe: the only elements in their construction are our concepts of space and time.
S. Chandrasekhar(1983)
（1983年物理学诺贝尔奖获得者）
2
导引的提纲Outline
• 1牛顿物理学中的黑洞
The Laplace' "invisible star" in Newtonian Physics,
• 2广义相对论中的黑洞
No-escapable region of space-time in General Relativity
引力半径
Gravitational radius
2GM
r
.
g
c2
由逃逸速度
v
2GM R
c,
8
2时空中不可逃逸的区域
No-escapable region of space-time
9
事件视界
Event horizon
在非常强的引力场中，例如在中 子星的表面或接近黑洞的事件视 界，我们必须用广义相对论。
In the case of very strong gravitational fields, such as on the surfaces of neutron stars or close to the “event horizon”of black holes, we have to use General Relativity.
4
mv R
由能量守衡定律
M 1 mv2 GMm o（无穷远处）
2
RБайду номын сангаас
逃逸速度 v 2GM R 8 G ,
R
3
G 6.671011 Nm2kg2（, 万有引力常数）
1.4103 kgm3（, 太阳密度）
R 500R ,R 695.5103km（太阳半径）
代入数值，
v
3
108
ms
1（, 光
速） 5
双星中的黑洞
Black hole in a binary star
• 1676年， Roemer测出了光速。
In 1676, Roemer had determined the speed of light to be 214,300 km/sec.
• Michel还指出，双星系统中， 那颗看不见 的星就可能是 黑洞。
• 主要想法是：一个球形的发光的星体，具有与 太阳相同的密度，而直径比太阳的大五百倍， 那么，从这个星体表面逃逸的速度将大于光速。
His main idea was that for a spherical, luminous star, of the same density as the sun, and with a diameter five hundred times larger than that of the sun, the speed of escape from the surface of the star would exceed the speed of light.
• 3量子黑洞-黑洞的辐射与蒸发
Quantum black holes, Radiation and evaporation from a black hole,
• 4黑洞存在的观测证据
Observational evidences of the existence of black holes.
• 5霍金最新的黑洞假说
10
比中子星的密度还大很多
Much more dense than neutron stars
• 中子星的密度的数量级为1012kgm-3. • 在18-19世纪，很难想象一个密度比
3
1牛顿理论中的黑洞概念
BLACK HOLE IN NEWTON'S THEORY
• 黑洞的概念早在1783年由迈克尔给凯文迪许的 信中首次提出.The concept of a black hole was first
expressed by John Michel in his letter of 1783 to Henry Cavendish.
• 拉普拉斯（1798）：一颗发光的星， 密度与地球相同，直径比太阳的大 250倍，它发出的光将被吸引回去而 达不到我们这里。因此，宇宙中的 最大发光星体可能由于这个原因而 成为看不见的星。
Marquis de Laplace: ``a luminous star, of the same density as the earth, and whose diameter should be two hundred and fifty times larger than that of the sun, would not, in consequence of its attraction, allow any of its rays to arrive at us. It is therefore possible that the largest luminous bodies in the universe may, through this cause, be invisible.'' (The System of the World).
Michel also pointed out that if we can not see the other star in a binary star system, it is probably a black hole.
6
看不见的星
Invisible Star (Laplace 1798)
黑洞(简介)
BLACK HOLES
* 参考文献见: 张镇九：现代相对论和黑洞物理学(1986)，第5、6、7、8章 张镇九等：相对论物理学(1997),第10章 相关部分所引文献； •1997-2004年的文献列于相关幻灯片的后面。 •向被引文献的作者致谢。
1
• 自然界的黑洞是宇宙中存在的最理想的 宏观物体：其构造的仅有元素仅是我们 的时间和空间的概念。
• The black boles of nature are the most perfect macroscopic objects there are in the universe: the only elements in their construction are our concepts of space and time.
S. Chandrasekhar(1983)
（1983年物理学诺贝尔奖获得者）
2
导引的提纲Outline
• 1牛顿物理学中的黑洞
The Laplace' "invisible star" in Newtonian Physics,
• 2广义相对论中的黑洞
No-escapable region of space-time in General Relativity