《从零学相对论》连载(19)

正第8讲史瓦西时空§8.1史瓦西真空解史瓦西真空解是爱因斯坦方程的第一个精确解(§6.5),描述一个静态的、球对称的物质分布(通常是天体)在其外部(真空区域)造成的时空弯曲,这一弯曲线元可用史瓦西坐标系{t,r,θ,φ}表为     

《从零学相对论》连载25

正§8.7史瓦西时空的最大延拓8.7.1奇点和奇性§8.1末讲过,通常天体的半径R远大于其史瓦西半径rS≡2M,所以史瓦西线元的坐标r的取值范围是Rr∞.恒星之所以处于静态,是因为其内部不断进行着烧氢变氦的核聚变反应(详见小节7.2.1).一旦内部核燃料消耗殆尽,恒星将在自己引力的作用下猛烈坍缩,而如果剩余质量仍超过中子星的质量上限(约为2M⊙),其半径会很快就缩至     

黑洞的来龙去脉

 天体物理学的研究表明,恒星演化到最后阶段的产物是白矮星、中子星与黑洞.白矮星与中子星已为观测所证实.而有关黑洞的理论与观测证实工作,至今仍是一个悬而未决的问题.从拉普拉斯到史瓦西从理论上提出黑洞的概念,可以追溯到十八世纪末,而广泛的研究是从本世纪七十年代开始的.     

《广义相对论入门讲座》连载⑧——广义相对论的实验验证

1 史瓦西解史瓦西给出了爱因斯坦方程的一个严格解,这是一个静止、球对称星体外部的真空解,其中不为零的度规分量为     

史瓦西时空中自由粒子的运动方程

直接求解史瓦西时空中自由粒子的测地线方程,得出粒子运动方程的一般常见形式.此方法与一般教材中根据史瓦西度规的静态球对称性以及四速归一条件得出的运动方程完全相同.此方法物理意义更清晰、明确,同时对理解弯曲时空中的测地线方程具有重要意义.     

《相对论、宇宙与时空》连载⑧——相对论预言的天体(黑洞)(下)

5 黑洞热力学 人们认为激发态的黑洞具有生命力,而基态的黑洞则是一颗死亡的星,是恒星演化的最后归宿.基态的史瓦西黑洞除去能不断吞食物质外,不会再有任何物理过程.然而,这个认识很快就被推翻了,基态的黑洞,实际上也是一颗充满生命力的活跃的星.我们先看一下黑洞的"无毛定理"和"面积定理"[3-14].     

史瓦西（Schwarzschild，Karl，1873—1916）德国天文学家（Actronomer，Germany）

史瓦西是犹太富商的儿子。他在童年就对天文学产生了兴趣，他的家庭对他很是鼓励。他16岁那年就写出并发表了他的第一篇天文学论文。他在斯特拉斯堡大学和慕尼黑大学学习，1896年获哲学博士学位。1901年，在格廷根接受教授职位。史瓦西发展了照相技术在测量恒星亮度方面的应用，特别是测量变星亮度。使用这一技术的结果使他提出：周期性变星的行为之所以如此，乃是由于周期性的温度变化。     

《从零学相对论》连载

正§9.2虫洞9.2.1史瓦西虫洞再次观察图9-6.在"线轴"上半部分选定某个圆周(其实是球面,其r值比2M略大),例如Q点所在的圆周,则"线轴"的下半部分必有一个r值相同的圆周,介于这两个圆周之间的"线轴"部分就称为一个虫洞(wormhole),这两个球面则称为两个洞口(mouth).洞口的选法有一定的任意性[你也可选r值比rQ略大(或小)的圆周为洞口],所以"洞口"的     

如何计算太阳的寿命

 天体物理学的理论认为,恒星的演化过程可分为如下几个阶段：恒星的诞生（引力收缩阶段）,主序星阶段,红巨星阶段和红巨星以后的演化阶段．现有恒星的９０％以上都正处在主序星阶段,我们的太阳就是一颗主序星．主序星是壮年时期的恒星,在它内部进行着氢聚变为氦的热核反应,反应释放的热能正好和恒星向外部空间的辐射相平衡,因此恒星的温度基本维持不变,此时恒星由于自吸引而收缩的作用和恒星内部的压力相平衡,所以恒星的体积也基本不变,这是恒星一生中最为稳定的时期,也是生命史上历时最长的时期．太阳的寿命理应指它从诞生到死亡的时间长度,一则因为它在主序星阶段时间最长,更重要的是,当它从主序星过渡到红巨星时.     

物质如何过渡

物质如何过渡？在微观层次上大自然如何使高密度的外表面（如苹果的表皮）过渡到表面外什么都没有的部分．对于塌陷的恒星，这个问题变得尤其突出．由恒星表面到真空的过渡，物质密度的梯度可以大到10^26g／cm^4．     

转动效应对恒星热力学结构与演化的影响研究

转动效应对恒星结构与演化的两大方面的影响体现在动力学效应和元素混合上.本文利用国际MESA程序,研究了转动效应对20 M_⊙恒星在主序阶段热力学结构的影响.发现转动的动力学效应能使恒星中心温度变低,减少了恒星表面的不透明度,中心平均分子量和表面熵.由于动力学效应对恒星热结构的调整,降低了恒星的氢燃烧率,恒星向低温和低光度端演化.转动的元素混合效应减小了恒星的中心温度、密度、压强、紧密度、表面不透明度和平均分子量,使恒星表面氦元素、氮元素明显超丰,中心燃烧核区域变大,延长恒星在主序阶段的寿命.     

天体物理学讲座：第一讲 恒星的演化

恒星结构和演化理论是研究恒星内部的物理过程、结构和恒星如何演化的科学、文章介绍了恒星结构和演化模型的计算方法,恒星在赫罗图中的分布规律,恒星的形成和早期演化特性,质量不同的各类恒星从主序开始的演化进程,恒星演化的晚期阶段的产物;白矮星、超新星和中子星。     

光深对大质量恒星形成团块化学性质研究的影响（英文）

本文使用文献中的N_2H+(1-0)、H~(13)CO+(1-0)、HCN(1-0)和HN~(13)C(1-0)谱线数据研究大质量恒星形成团块的化学性质和演化,发现H~(13)CO~+和HN~(13)C的丰度受H_2柱密度的影响.由于从A阶段到B阶段这两个丰度的中值增加了近10倍,H~(13)CO~+和HN~(13)C适合追踪大质量恒星形成团块的演化.从A到B阶段四种分子丰度增长速度从高到低依次为H~(13)CO~+、HCN、HN~(13)C、N_2H~+.结果表明进行光学薄分子谱线的高分辨率观测对于研究大质量恒星形成团块的化学演化是必要的。     

广义相对论浅释(1)

本文用通俗的方法介绍了广义相对论的基本思想 ,并得到了史瓦西场时空弯曲的规律及质点在史瓦西场中自由运动的规律 ,从而解决了引力红移 ,CS原子钟环地球飞行后与地面上 CS原子钟的时差 ,行星进动 ,光子经过太阳表面时的偏转角 ,雷达回波延迟等问题 .     

相对论热力学向量理论对Schwarzschild场中物质系统特性的研究

应用相对论热力学向量理论，讨论了Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ场中球对称静态理想流体恒星结构，得到了Ｔｏｌｍａｎ-Ｏｐｐｅｎｈｅｉｍｅｒ-Ｖｏｌｋｏｆ方程，并且就该引力场中粒子系统的不同运动状况做了讨论，由此得到了与经典极限相符合的结果．     

广义相对论浅释（1）

本文用通俗的方法介绍了广义相对论的基本思想,并得到了史瓦西场时空弯曲的规律及质点在史瓦西场中自由运动的规律,从而解决了引力红移,Ｃｓ原子种钟环地球飞行后与地面上Ｃｓ原子种的时差,行星进动,光子经过太阳表面时的偏转角,雷达回波延迟等问题。     

对2010年高考题中“地月双星系统”的进一步探究

在银河系中,独自活动的单颗恒星只占恒星总数的1/4.在美丽的星空中, 有很多恒星彼此相依相伴,形影不离.我们称这样的两颗恒星为双星.其实在天空中,这样的恒星伴侣不在少数.它们有的是一颗绕另一颗恒星运动,互相有引力关系,称为物理双星;而有的却不是由引力系在一起的,它们只是看起来住在"一起",实际相隔遥远,就称为光学双星.研究物理双星的关系对天文学来讲很有意义.高中物理阶段所涉及的有关双星系统的问题指的都是物理双星.     

恒星身世案 循迹赫罗图

<正>在20世纪天文学中,有两幅至为重要的图:赫罗图和哈勃图。前者是揭开恒星身世之谜的钥匙,后者则是宇宙膨胀乃至大爆炸理论的首要观测证据。今年适逢赫罗图百年诞辰,谨撰此文,以资纪念。孕育中的恒星万物皆有诞生、成长、衰老和死亡的过程,恒星也不例外。那么,一颗恒星究竟如何度过其一生呢?一颗像太阳这样的恒星,从孕育到长成大致可分7个阶段,从成年到老死也可分为7个阶段。现在我们就来从头说起。第1阶段——星际云太空中有着许许多多远比今日之太阳系大得多的星际云。它们由非常稀薄的气体和尘埃组成,最主要的成分是最简单的化学元     

精确的动态黑洞解

正黑洞的存在是广义相对论最重要的预言之一。1915年11月,爱因斯坦公布了他的广义相对论的基本方程。仅仅在两个月以后,史瓦西(K.Schwarzschild)便首先得出了广义相对论的第一个精确解。它是质量呈球对称分布的客体的外部解。当处于引力场中心的源是一个黑洞时,我们便称这个解为史瓦西黑洞。史瓦西黑洞是自然界中可能存在的最简     

浅谈广义相对论的创立之五 球对称引力场史瓦西解的得出与对黑洞的分析研究

简述了球对称引力场史瓦西解求出的过程;说明了史瓦西半径,即引力半径的物理意义;介绍了黑洞概念的发展;分析了引力半径球面上时空的非奇异性和引力半径内的时空结构.