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黑洞

1916
  • Karl Schwarzschild
  • John Archibald Wheeler
一位研究黑洞和相对论的物理学家的办公室,包括方程式和模拟。

黑洞是时空中一个引力极强的区域,任何物质——包括粒子甚至光——都无法逃脱。该区域的边界被称为事件视界。广义相对论预测黑洞是场方程的解,它是大质量恒星引力完全坍缩的结果。

黑洞的概念是爱因斯坦场方程的直接解决方案。在爱因斯坦发表其理论后不久,卡尔-施瓦兹柴尔德(Karl Schwarzschild)发现了第一个非旋转球面对称质量引力场的精确解。这个解有一个特征半径,现在称为施瓦兹柴尔德半径,在这个半径上,方程表现出一个坐标奇点。这个半径定义了事件视界,即不归点。任何物体越过它都会不可避免地被拉向中心奇点,这是一个理论上密度无限大的点,已知的物理定律在这里不再适用。无毛定理 "认为,一个稳定的黑洞只具有三个特性:质量、角动量(自旋)和电荷。

长期以来,黑洞被认为是数学上的奇闻。然而,天文证据后来证实了它们的存在。恒星质量黑洞是由质量极大的恒星耗尽核燃料并坍缩而形成的。超大质量黑洞的质量是太阳的数百万倍到数十亿倍,位于大多数大型星系的中心,包括我们自己的银河系(人马座A*)。虽然黑洞是看不见的,但它们的存在可以通过它们与其他物质的相互作用推断出来,例如附近恒星的轨道,或物质在落入吸积盘之前在吸积盘中加热时发出的强烈X射线辐射。

UNESCO Nomenclature: 2211
- 相对论

类型

抽象系统

中断

基础

使用方法

广泛使用

前体

  • 爱因斯坦场方程
  • 牛顿逃逸速度的概念 力学
  • 约翰-米歇尔 18 世纪的 "暗星 "概念

应用

  • 解释类星体和活动星系核(吸积盘)的动力来源
  • 了解大质量恒星的演化
  • 测试广义相对论和量子力学极限的理论实验室
  • 解释银河系等星系中心恒星的轨道

专利:

NA

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