发信人: lovefordidi.bbs@ptt.cc (恶．即斩)
说到黑洞
什麽是黑洞呢?
现在意义上的黑洞，是广义相对论的爱因斯坦场方程一种解
1
R - —— g R = κ T --------爱因斯坦场方程
μν 2 μν μν
一 黑洞的性质
一般来说 我们根据黑洞的性质 可以分成以下几种黑洞
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
□黑洞种类 □质量□电荷□角动量(旋转)□
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
□1.Schwarzchild 黑洞 □ 有 □没有□ 没有 □
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
□2.Reissner-Nordstr牎跚蟷□ 有 □ 有 □ 没有 □
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
□3.Kerr 黑洞 □ 有 □没有□ 有 □
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
□4.Kerr-Newman 黑洞 □ 有 □ 有 □ 有 □
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
因为我们目前认为黑洞可以被这三种性质唯一决定 这也叫无毛定理
二 黑洞的结构
我们就拿Schwarzschild黑洞来说好了
爱因斯坦方程的解 会是一个叫作度规的东西
他刻化了时空中的每一的附近的微小线段的长度
也就是他决定了时空的结构
它是长这样的
2 2 2GM 2 2GM -1 2 2 2 2 2
ds=c (1- □□□)dt -(1- □□□) dr -r (dθ+sin(θ)dφ)
rc^2 rc^2
G:重力常数 c:光速 M:黑洞质量 r:在r>2GM/c^2 时候是以黑洞当中心座标半径
我们可以看到在r=2GM/c^2 上面 这一个地方有很奇怪的事情发生
那就是会有一个好像是发散的情形发生
这种发散 其实是有物理意义的 他其实就是一般我们会说的黑洞的"表面"
他叫做event horizon 我们在很远的地方看黑洞的时候
我们会看不到 event horizon内部的东西
Schwarzschild黑洞的event horizon是一个面
而其他种类的黑洞 可能会是一个环 或者可能是双层的event horizon
三 黑洞的热力学
这是比较近代才出现的理论
我们把热力学的概念运用到黑洞当中
这其中也融合了 热力学 量子力学 广义相对论的很多概念进来
既然热力学有四种定律
那黑洞热力学有什麽定律呢?
黑洞热力学第零定律：黑洞在event horizon上面的重力都相同
黑洞热力学第一定律：黑洞的质量的增加将当於重力乘上面积增加加上
event horizon的自旋角速度乘上增加的角动量(对黑洞作功)
κ
δM= □□□δA+ΩδJ
8πG H
热力学第一定律 dU=TdS+PdV
黑洞热力学第二定律:独立系统的黑洞event horizon的面积不会变小
黑洞热力学第三定律:黑洞表面重力不会是0
在这边 我们可以看到热力学跟黑洞热力学的相似性
温度 相当於重力
熵 相当於event horizon面积
还有互相对应的一些公式
四 量子效应
改天再打好了 太冷想念棉被中
--
-1 μν ＿ μ
L=— F F +Ψ(iγ (爕 +ieA )-m)Ψ
4 μν μ μ
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 220.132.98.155
→ e314520:恩恩 跟我想的一样 11/30 22:19
推 proman614:原来如此 11/30 22:19
→ zzoe09:嗯嗯这样啊 我觉得最大的黑洞还是被窝呢 11/30 22:19
被发现了
→ L2N:嗯嗯 略懂 11/30 22:19
推 Kay731:这篇元文在哪阿 11/30 22:19
→ vchenkoshe:跟我想的一样 11/30 22:19
→ vchenkoshe:原文被黑洞吃了 11/30 22:20
→ bugmens:我想说的就是这些,只是让你先写出来而已 11/30 22:20
推 cybergenie:是这样的没错 快推不然会被以为看不懂 11/30 22:20
嘘 RolfP:别富奸! 11/30 22:20
推 globekjller:内容有错误...拿回去修改...明天再PO上来 11/30 22:20
推 minicess:是的 没错 恩恩 11/30 22:20
→ taco20:虽然跟我想得不太同 但整体上是没错的 11/30 22:20
推 wyvernlee:写篇八卦也富监 ? 11/30 22:21
推 johnny3:恩恩我本来想讲的都被你讲完了 11/30 22:21
推 Zeroyeu:推 zzoe09:嗯嗯这样啊 我觉得最大的黑洞还是被窝呢...XDDD 11/30 22:21
→ MSNboy:你能推导一下正妹的黑洞吗? 11/30 22:21
推 netsc:有黑洞里面有什麽的八卦吗？ 11/30 22:22
黑洞里面时间空间会互换 我们的奇异点会变成时间的终结点
→ KTR5566:原PO对教育部关心学生健康有什麽看法呢? 11/30 22:22
呼呼 KTR抱一个
推 monismile:zzoe09:嗯嗯这样啊 我觉得最大的黑洞还是被窝呢 11/30 22:23
推 SRNOB:一颗沙的体积却有太阳的重量 所以很会吸 里面都是暗物质 11/30 22:23
推 Kevin1103:是的宝杰!! 11/30 22:25
推 playerst:黑洞中心是时间的终结点 那是不是表示宇宙最初也是黑洞形 11/30 22:27
推 potter1529:真好看~~~~~~~~~~~~~~~多说一点 11/30 22:27
其实黑洞会有温度 是因为在horizon附近的真空量子效应造成的
真空中产生的虚粒子因为horizon实化 被创造出来 产生霍金辐射
而他的频谱 就像黑体辐射一样 因而有了温度
→ playerst:式呢? 那是否自旋是取决於奇异点是否有选转吗?? 11/30 22:28
推 jaw109:我记得好像离黑洞够近的话 望著黑洞可以看到自己後脑勺 11/30 22:29
在旋转的黑洞会这样
推 chogosu:看不懂 11/30 22:29
推 cacasi:略懂 11/30 22:29
→ jaw109:忘记是谁说的了 11/30 22:29
推 j0958322080:那物理版的黑洞呢?? 11/30 22:31
推 Refauth:嗯 跟我算的一样 11/30 22:34
事实上在一个加速作标系中运动的物体 也会因为量子效应而感觉到温度
推 kimimskimi:就像小便斗一样吧 11/30 22:34
推 MoseHas:event horizon是一部知名的电影…很好看(?) 11/30 22:35
推 chinhan1216:乾 看不懂啦 11/30 22:36
推 xpu:N.Young 11/30 22:36
推 GOLxDxROGER:多说一点啦 我想知道时奸停止到底会怎样 11/30 22:36
→ GOLxDxROGER:真的像SOD演那样吗 11/30 22:37
推 playerst:可是这麽冷的天气 骑车只会越骑越冷 是因为速度不够快的 11/30 22:37
→ playerst:关系吗XDDD 11/30 22:37
因为加速度不够快 另外 这边的"加速度"也跟一般认知的加速度不太一样
这边是相对论中的加速度 不是牛顿体系的加速度
推 hu610346:宇宙之於黑洞是不是就像水之於漩涡一样??? 11/30 22:37
推 jaceda:..... 11/30 22:37
推 DarkFog:那.....进入黑洞到底会发生甚麽事? 11/30 22:38
→ nice123:霍金很多预测还有跟人对赌都失败 他是不是有点被过度高估 11/30 22:38
→ nice123:你写的equation有点错 应该是这样Guv=8(pi)Tuv 11/30 22:40
→ nice123:还有如果有人进黑洞还没死 那他自己的时间还是正常的 11/30 22:41
我是用κ来代替8π的
进入黑洞之後 在他本身的Local座标系 基本上还是自由落体的惯性座标系
所以如果没有什麽潮汐力的话 他会活得好好的
→ nice123:只是对外面的人是停止的 11/30 22:42
→ Loxodanta:我只知道无毛定理叫做白虎 11/30 22:43
→ nice123:黑洞最中心(跟第心一样)是零重力 时间是很正常的 11/30 22:47
不 应该是说 看你运动的轨迹的四维加速度大小 如果没有的话
那就是沿著测地线走的 那你将不会感觉到任何力量拉你
推 gn02239542:可不可以说明一下在这边代号的意义呀？ 11/30 22:48
→ gn02239542:G? M? r? c? 11/30 22:48
→ Qoofate:哩A工杀诲 = = 11/30 22:48
推 krauserq:看无.. 11/30 22:48
推 wjuiahb:赶快推，不然人家会笑我们看不懂 11/30 22:49
→ nice123:如果不了解就po,不就是 copy wiki的,copy wiki我也会 11/30 22:49
当然 这边有些资料是直接从WIKI上面弄的 但是我是了解才会打这篇文章的
喔!对了 观念有错的话欢迎指正根讨论^^
※ 编辑: xgcj 来自: 220.132.98.155 (11/30 23:01)
推 jerry50411:有些人不知道在酸甚麽 11/30 23:01
推 Rayko:...意图使人念物理 11/30 23:04
推 t0087669:交大师兄推!!!!!!! 11/30 23:05
推 wedgewu:推 event hozizon是否可翻为事象地平面? 11/30 23:07
→ xgcj:对 11/30 23:08
刚刚前面部分打错字了event horizon 才对
推 GOLxDxROGER:是翻事件视界吧 我听到是这样 11/30 23:09
→ xgcj:都可以的 11/30 23:10
→ KTR5566:查维基是8piG/c^4 是写法不同吗 还是有无因次化?@@ 11/30 23:11
推 CDing:又是你! 11/30 23:12
→ nice123:量子力学违反因果律 物理学可接受违反因果律吗 11/30 23:13
量子力学没有违反因果率
推 h1123:略懂 11/30 23:15
推 qn:东健子神人 11/30 23:17
qn可爱人
推 DALUGI:跟我自己推导的果然没错 11/30 23:18
※ 编辑: xgcj 来自: 220.132.98.155 (11/30 23:19)
推 motorr:嗯嗯你都把我要说的话说完了很好 11/30 23:21
推 dudu5566:这黑洞我想到了一个完美的证明 但碍於版面就不写了 11/30 23:23
推 chenyusen:略懂略懂 11/30 23:24
推 bzbread:好厉害@@" 虽然看不懂~不过挺有趣的 11/30 23:28
推 Derp:嗯嗯 不过我认为有些地方还要再修改一下会比较好 像是量子 11/30 23:33
推 hiyida:不错 好文要推 11/30 23:35
推 YJJ:超强我同学XGCJ 11/30 23:42
推 Lxr:推一下~ 11/30 23:44
推 ricepaddy:哈，竟然跟qn调情 11/30 23:44
推 as54:跟热力学的比较很有趣 不过第一定律记得是 dU = TdS - PdV 11/30 23:46
推 KTR5566:http://tinyurl.com/5vb5fz 可是维基是写+号没错啊@@ 11/30 23:50
推 DennyCrane:嗯 跟我想的一样 12/01 00:08
推 kess:我理工的 我看不懂.. 12/01 00:09
推 mystage:物理人推 我觉得可以加些科普的说法让大众好了解 12/01 00:10
推 QazBank:请说中文好吗 xd 12/01 00:13
推 Eneru:哩勒工杀小.... 12/01 00:14
推 a00779928:干 虽然我是理工科的 但我都看不懂 强耶!! 12/01 00:37
推 ks823:跟我梦到的完全不谋而合啊!!!!!!!!!!! 12/01 00:44
推 stone2020y:好奇一件事 假如人类接触黑洞会怎样！？ 12/01 01:22
推 NewPassat:讲重点...... 12/01 01:28
推 happytiger:乐力学第一定律不是在孤立系下du=q+w,dU = TdS - PdV 12/01 02:01
→ happytiger:不就是dU微分式而已,我看过的答案没在写这个!! 12/01 02:03
推 thedeathhero:这是杀毁= =? 12/01 02:24
推 light20735:end 12/01 03:07
嘘 talesx22811:dk3j4 1j42j/3 12/01 03:24
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→ gnew:量子力学就是违反因果律出名的 看来你真的copy wiki 12/01 09:14
推 arsonlolita:还满好懂的啊 国中理化有教 12/01 11:31
推 killeryuan:嗯嗯 原来如此 12/01 11:37
→ xgcj:对於因果率 大家可以去看物理版的文章 12/01 11:59
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
※ 转录者: lovefordidi (210.242.180.9), 时间: 12/01/2012 12:57:44