認識黑洞
標 題：Re:科學極限系列演講-------認識黑洞的筆記重點
發 表 人：quark number 64(quark1953)
發表時間：2004/11/12 15:46:36
>※ 引述<薄漾(boryangcafe)>之銘言：
>科學極限系列演講-------認識黑洞
>1. 相對論導論
>慣性座標的等效性
>光速的恆定性<以前已有人提出論述，以電磁波於真空中為例>
>加速座標和重立場的等效性<屬廣義相對論中，以此可知時空是相關連的，是彎曲的，所
以，光線在動力場中會彎曲>
>2. 恆星的最終下場
>恆星是由核反應產生的能量來防止重力塌縮
>（熱能～氣體的壓力～和重力的平衡）
>白矮星 質量<1.4Ｍ Ｍ是1個太陽的質量
>（電子簡併壓力和重力的平衡）
>中子星 質量<3.2Ｍ
>（中子簡併壓力和重力的平衡）
>黑洞 質量<5Ｍ
>（重力勝過壓力）
>3. 尋找黑洞（理論）
>1790 laplace 隱形的恆星
>1915 Einstein 廣義相對論
>1916 Schwarzschild 黑洞的時空架構（為廣義相對論中方程式之解，又名
Schwarzschild黑洞）
>1963 Kerr 黑洞會旋轉
>1967 John Wheeler 為黑洞命名
>1973 Hawking 和 Penrose 黑洞內部結構
>Thorne 推薦使用引力波觀測黑洞
>4. 尋找黑洞（觀測）
> 輕量級黑洞～10Ｍ
>體積極小，密度極大
>發出強烈Ｘ-光源
>重力場強烈
>中量級黑洞102～106Ｍ
> 成長的煩惱
> 重量級黑洞106～109Ｍ
> 活躍於星系核的中心（以銀河系為例，黑洞約3*106～4*106Ｍ）
> 通過吸積物質釋放重力位能
>5. 黑洞的影子
>光線的彎曲使某些光子無法傳至地球
>在地球上所觀測到的黑洞，並非黑洞，而是黑洞的影子（影子大於黑洞本身）
>需用特長積線干涉儀ＶＬＢＩ在次毫米波段看影子
> 黑洞不黑
>6. Hawking 黑洞蒸發論（量子理論＋狹義相對論），但實際上若黑洞為1Ｍ時，表面溫
度為10-6Ｋ，需要1064年才能蒸發。
>角動量會使掉向黑洞的物質先形成吸積盤，吸積盤裡的物質互相摩擦時重力位能會轉為
熱能，當吸積盤中心受熱時，會轉為電漿。磁場將部份電漿物質加速至光速，產生高能噴
流（速度約為光速的97％）。黑洞旋轉時能量由磁場抽出注入吸積盤（重力位能釋放質量
的42％能量，而核融合釋放質量的0.7％能量）
>7. 黑洞的近親
>白洞
>非常不穩定，大概不存在，只在理論中討論。
>裸奇點
>奇異點的時空曲率為無限大，每個黑洞中皆存在，黑洞外並不存在，若有只存在電腦模
擬中。
>蟲洞
>不易形成，且非常不穩定，難以維持。若我們有一個穩定的蟲洞，它可以成為一個時光
機器，但歷史學家大概會很頭痛。
Hawking曾經提過一個理論，就是宇宙會「自我保護」，當任何物體試圖穿越一個橫跨不
同時間的蟲洞時，可能會有高能射線或其他東西毀滅通過的資訊，如此歷史便不會被修改
，祖母弔詭也不會再現實中發生。
>8. 用引力波觀測宇宙
>電磁波的優缺點
>易產生，易觀測
>傳播中易受物質干擾（折射、反射、吸收）
>難以觀測附近的環境
>引力波的特性
>當2個強重力場物體互相環繞時會產生
>引力波以光速傳播，且不受干擾
>但於地球上觀測到的引力波非常微弱（目前儀器有ＬＩＳＡ）
>透過引力波可直接觀測到黑洞附近的時空結構，以此可證黑洞的存在。
>引力波在超強重力場的產生可測試相對論的正確性
>9.也許有一天我們可以觀測到比黑洞更有趣的物體，如蟲洞、裸奇點
>奇異點的物理性質需要量子重力理論來解釋，但目前為止量子重力學和廣義相對論無法
成功結合，需要新理論的幫助。
>
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