关于黑洞的论文.doc

关于黑洞的论文作者：张磊第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 35页 TOC \o 1-3 \h \z 关于黑洞的论文 PAGEREF _Toc9066530 \h 2序言 PAGEREF _Toc9066531 \h 2黑洞以及相关知识介绍 PAGEREF _Toc9066532 \h 4黑洞及其发展的介绍 PAGEREF _Toc9066533 \h 4黑洞的产生 PAGEREF _Toc9066534 \h 10黑洞结构介绍 PAGEREF _Toc9066535 \h 12黑洞的探索方法 PAGEREF _Toc9066536 \h 14宇宙中的洞 PAGEREF _Toc9066537 \h 16白洞 PAGEREF _Toc9066538 \h 16虫洞 PAGEREF _Toc9066539 \h 16几个重要理论的介绍 PAGEREF _Toc9066540 \h 19相对论 PAGEREF _Toc9066541 \h 19量子理论 PAGEREF _Toc9066542 \h 21超弦 PAGEREF _Toc9066543 \h 23超引力和克莱茵——卡鲁扎理论 PAGEREF _Toc9066544 \h 23看法、想法和方法 PAGEREF _Toc9066545 \h 24对彭罗斯宇宙监督定理的看法 PAGEREF _Toc9066546 \h 24拓扑看宇宙监督定理 PAGEREF _Toc9066547 \h 25对宇宙监督定理证明的解释以及拓展 PAGEREF _Toc9066548 \h 27视界的疑问 PAGEREF _Toc9066549 \h 31结尾 PAGEREF _Toc9066550 \h 33序言关于黑洞的论文 本文中的许多重要的历史资料和关于黑洞的知识，都来自与湖南科学技术出版社的《黑洞和时空弯曲》、《黑洞》，和中国对外翻译出版公司的《超弦》。 本文中的许多重要的历史资料和关于黑洞的知识，都来自与湖南科学技术出版社的《黑洞和时空弯曲》、《黑洞》，和中国对外翻译出版公司的《超弦》。进才中学 高二（7）班： 张磊关键词：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。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。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。 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。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