爱因斯坦与霍金的宇宙 作业题目与的答案.docVIP

1、解释链式反应 ?(30.0分) 题目要求：解释链式反应 2、解释相对论性量子理论。 ?(30.0分) 题目要求：解释相对论性量子理论。 3、简述广义相对论。 ?(40.0分) 题目要求：简述广义相对论。 1、简述对黑洞的早期认识。 (30.0分) 题目要求：简述对黑洞的早期认识。 在课程视频的第二十二集里，开始介绍有关黑洞的理论。1796年，法国数家家、天文学家拉普拉斯就预言：“一个密度如地球而直径为250个太阳的发光恒星，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”。由于拉普拉斯是用牛顿的万有引力算出这个结果的，所以数值结果是错误的1915年，爱因斯坦的广义相对论预言，一定质量的天体，将对周围的空间产生影响而使他们“弯曲”。 1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild，1873～1916年）通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，这个解表明，如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面——“视界”，一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇巴德·惠勒（John Archibald Wheeler）命名为“黑洞”。 一般说的黑洞半径，是指它的引力半径，或称史瓦西半径。它并不等于黑洞的其实表面，而只表示视线无法进入的范围而已。 1975年霍金（Hawking）发表了一个令人震惊的结论：如果将量子理论加入进来，黑洞好像不是十分黑！相反，它们会轻微地发出“霍金辐射”之光。当然引出了黑洞蒸发现象。 科学界中，各种各样的黑洞模型在火热讨论中 首先要搞懂，关于黑洞理论都是人类一些浅薄的意识，由于宇宙中已知存在的黑洞离地球也有数亿光年，所以人类只能用望远镜观察，然后加以推断，猜想（我们知道数亿光年之外的事物传到地球需要数亿年，所以观察到的天体也是数亿年前的）。这些理论永远无法证实，也就是说这种推断人人都会，猜想人人都会，只是技术含量不一样，即使技术含量再高，他猜10次能中两次就很了不起了，我们知道霍金，她老人家是口不能言，腿不能走的残疾人，坐在轮椅上想了半辈子写了《时间简史》至于其中的技术含量鄙人不敢恭维。ta 们怎么说你就怎么听好了。 黑洞的形成： 我们通常认为，黑洞是由恒星燃尽而形成的，比如说，如果太阳变成黑洞的话，必需有以下过程： 我们知道太阳是由氢转化成核能来燃烧的，但终究会燃尽所有能量，这个时候太阳会变成不在发光，不活泼的物质，我们成它为白矮星，白矮星会不断的收缩，密度越来越大，当太阳的直径达到1500米的时候，它就形成了一个黑洞，这个时候它的质量是：每立方厘米200亿吨。当然有学者认为太阳质量的恒星不足以形成黑洞，但是这个理论无法被证. 关于黑洞： 我们知道引力是由物质产生的，密度越大引力越大，黑洞的引力大到什么程度，当外界物质接近它的区域后，会被迅速吸引，并且完全分解。这个分解过程大约是万分之一秒。 近年来科学家通过哈博望远镜发现越来越多的黑洞，但是研究它是很有难度的，由于人类释放出的咖吗射线和阿尔法射线均无法折回，被人类认为是其光线被完全吸收，所以认为光线无法逃出 ，从而看它不到，即便是用咖吗射线的望远镜拍出来的照片也是一片空白，但是周围的星体把他明显的衬托出来了，这一片看不到的东西就是黑洞。 二○○四年二月十九日，一个由国际天文学家组成的研究组向公众展示了黑洞吞噬一个恒星的照片，图片上的景象非常壮观。科学家说，这颗“倒霉”的恒星在飞进一个黑洞时，在黑洞巨大的引力作用下变形，被肢解和被黑洞部分地吞没了。这个黑洞位于RXJ1242-11星系中心，整个星系绕它而转。距地球七亿光年。这个黑洞的质量是太阳的一亿倍。 可以这么认为，卫星绕行星而转，行星绕恒星而转，恒星绕大恒星而转，组成了星系，那么星系绕黑洞而转，可见黑洞的质量确实让人惊呆。 整个宇宙呈旋涡型星盘，我们的太阳系属于银河系，而银河系又属于河外星系，而河外星系属于另一个河外星系，另一个河外星系围绕着一个空心旋转，这个空心是个黑洞，宇宙中一切的星系都围绕它转，他的质量大约是太阳的100万亿倍，他每天吞唔600个太阳大小的星体。这个黑洞被许多科学家认为是宇宙的中心。 这个中心到底是怎么一会事，人类的智慧无从回答，也许它是另外一个宇宙。 打字很累的，你你也知道，不多说了 2、简述广义相对论。 (40.0分) 题目要求：简述广义相对论。 广义相对论（General Relativity），是爱因斯坦于1915年以几何语言建立而成的引力理论，统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律，将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空，以取代传统对于引力是一种力的看法。简单地说，广义相对论的两个基本原理