黑洞研究中的重要疑难及可能的解答

介绍了黑洞理论和广义相对论中的几个重要疑难,涉及霍金辐射、信息佯谬、奇性定理和钟速同步,并给出了可能的解答。介绍了计算动态黑洞温度的方法,给出了由于不可逆性而导致霍金辐射过程中信息丢失的论证,还给出了类光测地线固有加速度发散的论证。指出了钟速同步与热力学第零定律的关系,以及奇性定理与热力学第三定律的关系。     

黑洞理论的回顾与置疑

对在牛顿理论基础上提出的黑洞概念进行了介绍 ,比较详细地阐述了建立在广义相对论和弯曲空 时量子场论基础上的黑洞理论及恒星演化理论。在此基础上 ,对大质量恒星演化成黑洞的理论观点提出了相反的观点     

广义相对论有效势与伪牛顿有效势的比较

比较了在牛顿力学和广义相对论框架中有效势的特征，对比了广义相对效势和两种伪牛顿有效势（PW有效势力和LC有效势）所对应的最内稳定圆轨道半径和放能效率，结果表明，PW有效势能很好地描述检验粒子在Schwarzschild黑洞赤道面上的轨道特征，LC有效势也能较好地模拟检验粒子在Kerr黑洞赤道面上的轨道特征（顺行粒子向快转黑洞吸积的情况除外）。     

非对称引力理论(NGT)概略

爱因斯坦的广义相对论自1916年创建以来经历了各种天文观测的检验而被人们认为是一种科学的、优美的引力理论。近二十年来,广义相对论得到了蓬勃的发展。中子星的形成和结构的研究,黑洞物理和黑洞的探测,引力辐射理论和引力波的探测,大爆炸宇宙学……成了它的广阔的应用领域。广义相对论作为一种引力理论本身也在发展。人们相信所有的物理场从根本上说应当用量子理论来描述。然而广义相对论却是一个纯经典的理论,因为在广义相对论的框架中可观测量——特别是度规张量——总是有确定的值的。过去的四十多     

黑洞物理学的若干问题

本文讨论拉普拉斯黑洞理论,广义相对论的黑洞解,黑洞量子力学和黑洞热力学。对黑洞物理学的若干问题,特别是黑洞热力学中的问题,进行较详细的讨论,最后讨论了最近的动态、作者的工作和可能值得进一步探讨的问题.     

数值相对论简介（I）——爱因斯坦方程

对数值相对论中涉及的一些典型的算法进行了简单的介绍．在广义相对论中，引力场是由一组极其复杂的、相互耦合的、非线性的双曲或椭圆偏微分方程决定的．由于大规模并行计算机的运行速度和存储容量的飞速发展，在爱因斯坦场方程写出80多年以后终于有可能对在天体物理中十分令人关注的现象如黑洞或中子星的碰撞问题等，进行广义相对论性的三维模拟，进而诞生了数值相对论。     

广义相对论中的异常零超曲面

本书给出了一个广义相对论中的广泛的和自含的脉冲类光信号的数学理论说明。这一理论将应用在相对论天体物理、宇宙学和来自引力交叉理论。激变天体物理事件提升到脉冲类光信号，并能分解为零物质薄壳和一个脉冲引力波，书中介绍了其在黑洞物理、波冲突和致密引力作用源中类光推进的一些例子。     

引力波探测检验广义相对论

自2015年9月14日人类第一次探测到引力波以来,引力波探测的进展非常迅速.到目前为止LIGO已确认双黑洞并合引力波探测结果5例,分别为GW150914,GW151226,GW170608,GW170104和GW170814.以及确认的双中子星并合引力波探测结果1例,GW170817.另外还有疑似双黑洞并合引力波探测结果1例LVT151012.受引力波探测的驱动,关于引力波的物理学和天文学研究自2016年以来的发展也异常迅速.引力波的成功探测定性地支持了广义相对论.但引力波探测作为涉及强引力场、强动态时空区域的实验,它还可以定量地检验广义相对论,甚至有可能发现广义相对论的适用范围,指引超越广义相对论引力理论的发展.本文将针对如何利用引力波探测检验广义相对论的问题,从引力波定性性质、引力波极化自由度、引力波传播速度以及引力波波形特征几个方面作一个较为全面的介绍.     

引力坍缩 黑洞

黑洞物理学,作为广义相对论的应用发展,近年来人们对它的研究十分感兴趣.这里面涉及的内容很多,本文拟就史瓦西里洞作一概述,并从球对称引力坍缩的计算,说明黑洞形成的可能性.     

“吸”到黑洞里的物质去哪儿了？

爱因斯坦的广义相对论预言的黑洞，本质是包含了时空奇点的一个区域。黑洞有一个“界面”，即事件视界，物体要通过事件视界后才能进入黑洞内部，被黑洞“吸”入。在物质通过事件视界进入黑洞之前，在被黑洞吸积的过程中，一部分能量会转化为多波段的辐射。     

磁化黑洞吸积盘的统一模型及其放能效率

阐述了一种包括三种放能机制在内的磁化黑洞吸积盘的统一模型，在广义相对论框架中导出满足Max-well方程的磁耦合映射关系，在黑洞基本演化方程的基础上得出描述黑洞演化状态的特征函数，分析了黑洞自转参量演化的平衡点及特征，讨论了统一模型的各参量对磁化黑洞吸积盘放能效率的影响，计算表明，在黑洞视界面磁压满足冲压平衡条件下，黑洞吸积盘的最大放能效率可达44.5%。     

坐标系选取对星体轨道理论预言的影响

广义相对论关于天体轨道的预言依赖于所选取的坐标系。对不同坐标系下围绕银心运动的星体轨道的差异进行了研究,并讨论这些差异对于确定银河系中心黑洞参数的影响。     

星际物质对动态球对称带电黑洞非热辐射影响的研究

恒星内部依次进行的核反应促使恒星不断地演化 ,恒星演化到晚期的归宿将成为白矮星、中子星或黑洞 ,如果核能耗尽的晚期恒星经过物质抛射过程后的质量大于 3倍太阳质量 ,则简并的中子压力也将抵档不住引力的坍缩 ,星体将继续坍缩成黑洞 .自 1 974年Ｈａｗｋｉｎｇ提出任何黑洞都会产生辐射以来 ,人们为了探测黑洞进行了一系列的研究工作[1～ 4] .在理论研究方面 ,对稳态黑洞和动态黑洞的研究 ,特别是在对动态黑洞的热辐射和非热辐射研究方面取得的结果 ,促进了黑洞物理学的研究与发展 .在观测方面 ,自 2 0世纪 70年代以来 ,人们用各种可能的…     

黑洞量子理论的哲学意义

黑洞是爱因斯坦引力理论和时空结构的必然产物,是物理学中的一个奇特概念。1915年爱因斯坦提出广义相对论,为黑洞说的形成奠定了理论基础。其后德国人施瓦茨希尔计算出爱斯坦广义相对论复杂场方程的一个解:对于质量M相当于一个太阳的天体,其半径坍缩到3公里以内时,就会形成黑洞。目前,黑洞已经不仅仅是预言中的纯理论概念了;大多数天文学家和物理学家认为,宇宙中既然存在白矮星、中子星,如     

数值相对论简介(Ⅰ)--爱因斯坦方程

对数值相对论中涉及的一些典型的算法进行了简单的介绍.在广义相对论中,引力场是由一组极其复杂的、相互耦合的、非线性的双曲或椭圆偏微分方程决定的.由于大规模并行计算机的运行速度和存储容量的飞速发展,在爱因斯坦场方程写出80多年以后终于有可能对在天体物理中十分令人关注的现象如黑洞或中子星的碰撞问题等,进行广义相对论性的三维模拟,进而诞生了数值相对论.     

广义相对论预言及其实验验证研究

广义相对论是理论物理学的重要研究内容。爱因斯坦在建立广义相对论的过程中提出了一些重要的预言,这些预言的实验验证成为广义相对论有力的实验证据。通过对广义相对论的五个典型预言及其验证实验的阐述,展示了广义相对论预言的提出及被天文观测实验验证的过程。     

Kerr黑洞的轴向时间效应

本文在经典广义相对论中,考察了沿不带电稳定Kerr黑洞轴线下落粒子的时间效应。结果证明,粒子于有限原时到达Kerr黑洞的坐标奇点,而黑洞外的静态观察者观察不到Kerr黑洞。     

时间的开始与终结

<正>时间有没有开始和结束?千百年来,许多伟大的思想家对此进行过深入的探索,但是有关的探讨都局限在哲学的分析和猜测上。从20世纪60年代开始,物理学开始介入了这一问题的研究。其标志是彭若斯和霍金提出的奇点定理,该定理概括并超出了关于宇宙开端和终结的研究。奇点定理可粗略表达为,只要广义相对论成立、因果性良好、有物质存在,就至少有一个物理过程,其时间存在开始或存在结束,或既有开始又有结束。这一数学定理在物理学和哲学上的重大意义是不言而喻的。遗憾的是,到目前为止,它还没有引起哲学界的注意,物理学界对它的重视也远远不够。     

质点在引力场中竖直自由下落的规律

用广义相对论求出质点在引力场中竖直自由下落的规律，由此得到质点落向黑洞的奇异特征。     

质疑彭若斯与霍金的奇点定理

简略地介绍了广义相对论中的奇点困难和奇点定理的证明。具有共轭点的类光测地线的固有加速度趋于无穷大/奇点定理的证明，对于类时测地线是在零温下给出的，对于类光测地线则是在温度无穷大的情况下给出的。