静态球对称黑洞热力学与爱因斯坦场方程

建立在广义相对论基础上的黑洞理论与热力学定律之间有着深刻的内在联系.具体考虑球对称黑洞,研究表明通过史瓦西黑洞和Reissner-Nordstrom黑洞在其视界附近的爱因斯坦场方程可以直接得到对应的黑洞热力学第一定律.这揭示了爱因斯坦引力场方程与黑洞热力学的关系,表明了在广义相对论理论框架下黑洞热力学规律的必然性.     

变速条件下的局部瞬时空时对称理论

本文提出了处理引力问题的一种可能的设想。采用牛顿引力公式,得到广义相对论中的史瓦西度规;如果考虑质速关系,则得到一种新的度规,否定了黑洞理论。     

黑洞及其视界附近的物理规律

 人类对黑洞的认识过程在1796年,法国天文学家拉普拉斯在他的著作《宇宙体系论》中就预言:如果它引力足够强,光速也不足以成为逃逸速度的话,我们可能会看不见它。宇宙中最大的天体可能是完全看不见的,这种观点是建立在牛顿引力理论基础上的,当时没有任何办法能够验证他的想法。直到100年后,爱因斯坦发表了广义相对论,它在基本概念上与牛顿引力理论完全不同。在广义相对论中,空间和时间构成了一个四维时空,时空的几何性质与物质,通过爱因斯坦引力方程联系起来,物质是引力的源,也决定了时空的弯曲。广义相对论发表后不久,德国天文学家史瓦西立即对球对称的情况求出了爱因斯坦引力方程的解。     

介绍《广义相对论和宇宙学的物理基础》

清华大学李复老师几年来致力于广义相对论的普物化 ,他编写的《广义相对论和宇宙学的物理基础》一书已经出版 .该书用普通物理的语言、风格 ,避开艰深的数学 ,在普通物理的层次上较为全面地讲授广义相对论的物理基础 ,在此基础上从宇宙学的基本原理出发 ,介绍大爆炸宇宙学对宇宙的诞生、演化和未来的讨论 .全书为一完整体系 ,以狭义相对论为基础 ,由运动时钟变慢、运动方向长度变短 ,利用爱因斯坦假设以及史瓦西外部解 ,深入浅出地讨论了史瓦西场中的时空、光子及自由粒子在史瓦西场中的运动 ,只利用普通微积分定量地计算广义相对论的经典检…     

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.     

对自由落体的诺维科夫时间与牛顿绝对时间关系讨论

文章首先将史瓦西黑洞场中自由下落质点的固有时(诺维科夫坐标时)公式,由自然单位制化成了国际单位制中的形式.然后,根据牛顿第二定律和万有引力定律,推导出了自由下落质点经历的绝对时间公式,进而证明了广义相对论中自由落体经历的固有时,恰好等于牛顿力学给出的绝对时间.最后,对自由下落质点在黑洞内外经历的时间进行了特例计算.     

《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     

《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     

经典时空观能预言黑洞存在吗——从一道高考试题说起

探讨了黑洞半径的解法,并简单解释了广义相对论如何预言黑洞的存在.     

反德西特黑洞的相变及其微观结构

正自从广义相对论建立之后,黑洞一直是理论物理研究和天文观测的焦点。从经典的角度来看,黑洞的引力之强,使得没有什么粒子,甚至光子,能够逃离它。然而在考虑了弯曲时空中的量子场论后,先驱Hawking和Bekenstein等人指出黑洞系统具有温度和熵,于是黑洞这一强引力系统便被映射到了一个热力学系统。随后,黑洞系统的四大热力学定律也被建立起来了。另一方面,黑洞的温度和熵都依赖于万有引力常数和普朗克常数,这一性质说明黑洞的热力学与     

广义相对论浅释(3)(连载)

３质点在史瓦西场中的自由运动──广义相对论动力学经典理论认为,质点在外力场中自由运动时,其角动量与能量是守恒的,广义相对论也同样承认这两个结论,但要对角动量与能量的形式进行修正．质点在史瓦西场中自由运动时,它始终在过史瓦西场中心的某一平面上,我们取球极坐标的极轴ｚ垂直于质点的运动平面,这样就有θ≡π／２,ｄθ≡０,这就使涉及到θ的关系式简化了．在经典理论中,质点角动量的形式为ｍｒ２。狭义相对论指出,静止质量为ｍ０的质点以速度ｖ运动时,其质量为ｍ０×,广义相对论将质点的角动量的形式修正为ｍ０．质点…     

黑洞及其研究简况

 1939年美国科学家奥本海默和佘德尔从广义相对论出发提出具体黑洞的概念,从而翻开了人类对天体研究的新的一页。短短几十年,黑洞一直成为天体物理学家研究和讨论的热点,形成了黑洞物理学。一、经典黑洞从1915年爱因斯坦广义相对论的建立而预言黑洞存在,许多科学家对其展开了研究,并认为它是由天体坍缩形成的超致密的区域(包括光在内的任何物质都不能从该区域逃逸)。根据黑洞的不同特性将黑洞分成各种不同类型。根据质量不同将其分为小型黑洞、中型黑洞、巨大黑洞。所谓巨大黑洞是指质量超过太阳质量的100万倍以上的黑洞,它在黑洞的研究中占有重要的地位,一度认为黑洞事件视界直径与黑洞质量成正比。     

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.     

关于水星近日点进动计算的方法

水星近日点的进动现象是广义相对论的一个重要实验验证.根据广义相对论,从史瓦西度规和测地线方程出发,可推导出行星绕日运行的轨道微分方程.考察以往文献,对方程的求解方式作改进,分别采用PLK方法和椭圆函数解两种方式求解方程,目标都是解得行星运行的角频率及周期.在分别得到两种求解方法的结果后,进而描述了二者之间的关联.最后,得出了近日点进动角的表达式,代入具体的物理量计算后,能够得出水星近日点的进动角度值并最终可知其与天文观察值相符合.     

广义相对论简介--工科大学物理课讲授广义相对论的一种方案

用普通物理语言简介广义相对论的基本观点,等效原理,时间和空间,对一种引力场－史瓦西场中的固有时和真实距离进行了计算。     

黑洞的温度和熵变化是时间尺度变换的补偿效应

以史瓦西黑洞和Ｖａｉｄｙａ黑洞为例，研究了时间尺度变换的补偿效应．规范势就是仿射联络的缩并．黑洞的熵变化和Ｈａｗｋｉｎｇ温度都可看作补偿场的纯规范势 关键词：     

《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].     

银河系中心超大质量黑洞的探索历程

经过逾半个世纪的探索,天文学家确认在我们银河系的中心存在一个4百万倍太阳质量的致密天体,很可能是爱因斯坦广义相对论所预言的黑洞.文章简要回顾了探索这个大质量致密天体过程中的若干里程碑.     

广义相对论简介之四——史瓦西场中自由粒子的运动

介绍史瓦西场中能量和角动量。由能量和角动量守恒讨论自由质点的运动和光线传播以及广义相对论的四项经典检验。     

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 .