2013年8月8日 星期四

Re: [新聞] 「宇宙最大黑洞」曝光! 將成銀河黑洞新

作者: xgcj (ㄨGc丁) 看板: Gossiping
標題: Re: [新聞] 「宇宙最大黑洞」曝光! 將成銀河黑洞新
時間: Fri Nov 30 22:19:00 2012


說到黑洞

什麼是黑洞呢?


現在意義上的黑洞,是廣義相對論的愛因斯坦場方程一種解

                 1
         R    - ── g    R = κ T         --------愛因斯坦場方程
          μν   2    μν        μν


一 黑洞的性質


一般來說 我們根據黑洞的性質 可以分成以下幾種黑洞
╔════════════╦══╦══╦══════╦
║黑洞種類                ║質量║電荷║角動量(旋轉)║
╠════════════╬══╬══╬══════╬
║1.Schwarzchild 黑洞     ║ 有 ║沒有║    沒有    ║
╠════════════╬══╬══╬══════╬
║2.Reissner-Nordstr黑洞║ 有 ║ 有 ║    沒有    ║
╠════════════╬══╬══╬══════╬
║3.Kerr 黑洞             ║ 有 ║沒有║     有     ║
╠════════════╬══╬══╬══════╬
║4.Kerr-Newman 黑洞      ║ 有 ║ 有 ║     有     ║
╚════════════╩══╩══╩══════╩

因為我們目前認為黑洞可以被這三種性質唯一決定 這也叫無毛定理

二 黑洞的結構

我們就拿Schwarzschild黑洞來說好了

愛因斯坦方程的解 會是一個叫作度規的東西

他刻化了時空中的每一的附近的微小線段的長度

也就是他決定了時空的結構

它是長這樣的
 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:重力常數 c:光速 M:黑洞質量 r:在r>2GM/c^2 時候是以黑洞當中心座標半徑

我們可以看到在r=2GM/c^2 上面 這一個地方有很奇怪的事情發生

那就是會有一個好像是發散的情形發生

這種發散 其實是有物理意義的 他其實就是一般我們會說的黑洞的"表面"

他叫做event horizon 我們在很遠的地方看黑洞的時候

我們會看不到 event horizon內部的東西

Schwarzschild黑洞的event horizon是一個面

而其他種類的黑洞 可能會是一個環 或者可能是雙層的event horizon


三 黑洞的熱力學

這是比較近代才出現的理論

我們把熱力學的概念運用到黑洞當中

這其中也融合了 熱力學 量子力學 廣義相對論的很多概念進來

既然熱力學有四種定律

那黑洞熱力學有什麼定律呢?

黑洞熱力學第零定律:黑洞在event horizon上面的重力都相同

黑洞熱力學第一定律:
黑洞的質量的增加將當於重力乘上面積增加加上

                    event horizon的自旋角速度乘上增加的角動量(對黑洞作功)

                            κ
                     δM= ═══δA+ΩδJ
                           8πG      H

    熱力學第一定律    dU=TdS+PdV



黑洞熱力學第二定律:獨立系統的黑洞event horizon的面積不會變小

黑洞熱力學第三定律:黑洞表面重力不會是0


在這邊 我們可以看到熱力學跟黑洞熱力學的相似性

溫度 相當於重力
熵   相當於event horizon面積
還有互相對應的一些公式

四 量子效應

改天再打好了 太冷想念棉被中

--
  -1       μν ╴   μ
L=─ F    F    +Ψ(iγ ( +ieA  )-m)Ψ
   4  μν               μ    μ




--
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 [1;31m→  [33me314520 [m [33m:恩恩  跟我想的一樣                                      [m 11/30 22:19
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被發現了
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 [1;31m噓  [33mRolfP [m [33m:別富姦!                                                   [m 11/30 22:20
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 [1;37m推  [33mnetsc [m [33m:有黑洞裡面有什麼的八卦嗎?                                [m 11/30 22:22
黑洞裡面時間空間會互換 我們的奇異點會變成時間的終結點
 [1;31m→  [33mKTR5566 [m [33m:原PO對教育部關心學生健康有什麼看法呢?                   [m 11/30 22:22
呼呼 KTR抱一個
 [1;37m推  [33mmonismile [m [33m:zzoe09:嗯嗯這樣啊 我覺得最大的黑洞還是被窩呢          [m 11/30 22:23
 [1;37m推  [33mSRNOB [m [33m:一顆沙的體積卻有太陽的重量  所以很會吸 裡面都是暗物質     [m 11/30 22:23
 [1;37m推  [33mKevin1103 [m [33m:是的寶傑!!                                            [m 11/30 22:25
 [1;37m推  [33mplayerst [m [33m:黑洞中心是時間的終結點 那是不是表示宇宙最初也是黑洞形  [m 11/30 22:27
 [1;37m推  [33mpotter1529 [m [33m:真好看~~~~~~~~~~~~~~~多說一點                        [m 11/30 22:27
其實黑洞會有溫度 是因為在horizon附近的真空量子效應造成的
真空中產生的虛粒子因為horizon實化 被創造出來 產生霍金輻射
而他的頻譜 就像黑體輻射一樣 因而有了溫度
 [1;31m→  [33mplayerst [m [33m:式呢? 那是否自旋是取決於奇異點是否有選轉嗎??           [m 11/30 22:28
 [1;37m推  [33mjaw109 [m [33m:我記得好像離黑洞夠近的話 望著黑洞可以看到自己後腦勺      [m 11/30 22:29
在旋轉的黑洞會這樣
 [1;37m推  [33mchogosu [m [33m:看不懂                                                  [m 11/30 22:29
 [1;37m推  [33mcacasi [m [33m:略懂                                                     [m 11/30 22:29
 [1;31m→  [33mjaw109 [m [33m:忘記是誰說的了                                           [m 11/30 22:29
 [1;37m推  [33mj0958322080 [m [33m:那物理版的黑洞呢??                                  [m 11/30 22:31
 [1;37m推  [33mRefauth [m [33m:嗯  跟我算的一樣                                        [m 11/30 22:34
事實上在一個加速作標系中運動的物體 也會因為量子效應而感覺到溫度
 [1;37m推  [33mkimimskimi [m [33m:就像小便斗一樣吧                                     [m 11/30 22:34
 [1;37m推  [33mMoseHas [m [33m:event horizon是一部知名的電影…很好看(?)                [m 11/30 22:35
 [1;37m推  [33mchinhan1216 [m [33m:乾 看不懂啦                                         [m 11/30 22:36
 [1;37m推  [33mxpu [m [33m:N.Young                                                     [m 11/30 22:36
 [1;37m推  [33mGOLxDxROGER [m [33m:多說一點啦  我想知道時姦停止到底會怎樣              [m 11/30 22:36
 [1;31m→  [33mGOLxDxROGER [m [33m:真的像SOD演那樣嗎                                   [m 11/30 22:37
 [1;37m推  [33mplayerst [m [33m:可是這麼冷的天氣 騎車只會越騎越冷 是因為速度不夠快的   [m 11/30 22:37
 [1;31m→  [33mplayerst [m [33m:關係嗎XDDD                                             [m 11/30 22:37
因為加速度不夠快 另外 這邊的"加速度"也跟一般認知的加速度不太一樣
這邊是相對論中的加速度 不是牛頓體系的加速度
 [1;37m推  [33mhu610346 [m [33m:宇宙之於黑洞是不是就像水之於漩渦一樣???                [m 11/30 22:37
 [1;37m推  [33mjaceda [m [33m:.....                                                    [m 11/30 22:37
 [1;37m推  [33mDarkFog [m [33m:那.....進入黑洞到底會發生甚麼事?                        [m 11/30 22:38
 [1;31m→  [33mnice123 [m [33m:霍金很多預測還有跟人對賭都失敗 他是不是有點被過度高估   [m 11/30 22:38
 [1;31m→  [33mnice123 [m [33m:你寫的equation有點錯 應該是這樣Guv=8(pi)Tuv             [m 11/30 22:40
 [1;31m→  [33mnice123 [m [33m:還有如果有人進黑洞還沒死 那他自己的時間還是正常的       [m 11/30 22:41
我是用κ來代替8π的
進入黑洞之後 在他本身的Local座標系 基本上還是自由落體的慣性座標系
所以如果沒有什麼潮汐力的話 他會活得好好的
 [1;31m→  [33mnice123 [m [33m:只是對外面的人是停止的                                  [m 11/30 22:42
 [1;31m→  [33mLoxodanta [m [33m:我只知道無毛定理叫做白虎                              [m 11/30 22:43
 [1;31m→  [33mnice123 [m [33m:黑洞最中心(跟第心一樣)是零重力 時間是很正常的           [m 11/30 22:47
不 應該是說 看你運動的軌跡的四維加速度大小 如果沒有的話
那就是沿著測地線走的 那你將不會感覺到任何力量拉你
 [1;37m推  [33mgn02239542 [m [33m:可不可以說明一下在這邊代號的意義呀?                 [m 11/30 22:48
 [1;31m→  [33mgn02239542 [m [33m:G? M? r? c?                                          [m 11/30 22:48
 [1;31m→  [33mQoofate [m [33m:哩A工殺誨    = =                                        [m 11/30 22:48
 [1;37m推  [33mkrauserq [m [33m:看無..                                                 [m 11/30 22:48
 [1;37m推  [33mwjuiahb [m [33m:趕快推,不然人家會笑我們看不懂                          [m 11/30 22:49
 [1;31m→  [33mnice123 [m [33m:如果不了解就po,不就是 copy wiki的,copy wiki我也會       [m 11/30 22:49
當然 這邊有些資料是直接從WIKI上面弄的 但是我是了解才會打這篇文章的
喔!對了 觀念有錯的話歡迎指正根討論^^
※ 編輯: xgcj            來自: 220.132.98.155       (11/30 23:01)
 [1;37m推  [33mjerry50411 [m [33m:有些人不知道在酸甚麼                                 [m 11/30 23:01
 [1;37m推  [33mRayko [m [33m:...意圖使人念物理                                         [m 11/30 23:04
 [1;37m推  [33mt0087669 [m [33m:交大學長推!!!!!!!                                      [m 11/30 23:05
 [1;37m推  [33mwedgewu [m [33m:推 event hozizon是否可翻為事象地平面?                   [m 11/30 23:07
 [1;31m→  [33mxgcj [m [33m:對                                                         [m 11/30 23:08
剛剛前面部分打錯字了event horizon 才對
※ 編輯: xgcj            來自: 220.132.98.155       (11/30 23:09)
 [1;37m推  [33mGOLxDxROGER [m [33m:是翻事件視界吧  我聽到是這樣                        [m 11/30 23:09
 [1;31m→  [33mxgcj [m [33m:都可以的                                                   [m 11/30 23:10

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