看板 Gossiping作者 xgcj (ㄨGc丁)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-Nordströ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
--
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 220.132.98.155
→ zzoe09:嗯嗯這樣啊 我覺得最大的黑洞還是被窩呢3F 11/30 22:19
被發現了
→ L2N:嗯嗯 略懂4F 11/30 22:19
推 Kay731:這篇元文在哪阿5F 11/30 22:19
→ bugmens:我想說的就是這些,只是讓你先寫出來而已8F 11/30 22:20
噓 RolfP:別富姦!10F 11/30 22:20
→ taco20:雖然跟我想得不太同 但整體上是沒錯的13F 11/30 22:20
推 johnny3:恩恩我本來想講的都被你講完了15F 11/30 22:21
推 Zeroyeu:推 zzoe09:嗯嗯這樣啊 我覺得最大的黑洞還是被窩呢...XDDD16F 11/30 22:21
→ MSNboy:你能推導一下正妹的黑洞嗎?17F 11/30 22:21
推 netsc:有黑洞裡面有什麼的八卦嗎？18F 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
→ KTR5566:原PO對教育部關心學生健康有什麼看法呢?19F 11/30 22:22
呼呼 KTR抱一個
推 monismile:zzoe09:嗯嗯這樣啊 我覺得最大的黑洞還是被窩呢20F 11/30 22:23
推 SRNOB: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21F 11/30 22:23
推 playerst: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23F 11/30 22:27
推 potter1529:真好看~~~~~~~~~~~~~~~多說一點24F 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
→ playerst:式呢? 那是否自旋是取決於奇異點是否有選轉嗎??25F 11/30 22:28
推 jaw109: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26F 11/30 22:29
在旋轉的黑洞會這樣
→ jaw109:忘記是誰說的了29F 11/30 22:29
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
推 MoseHas:event horizon是一部知名的電影…很好看(?)33F 11/30 22:35
推 xpu:N.Young35F 11/30 22:36
推 GOLxDxROGER:多說一點啦 我想知道時姦停止到底會怎樣
真的像SOD演那樣嗎36F 11/30 22:36
推 playerst: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關係嗎XDDD38F 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
推 hu610346:宇宙之於黑洞是不是就像水之於漩渦一樣???40F 11/30 22:37
推 DarkFog:那.....進入黑洞到底會發生甚麼事?42F 11/30 22:38
→ nice123: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你寫的equation有點錯 應該是這樣Guv=8(pi)Tuv
還有如果有人進黑洞還沒死 那他自己的時間還是正常的43F 11/30 22:38
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
→ nice123:只是對外面的人是停止的46F 11/30 22:42
→ nice123:黑洞最中心(跟第心一樣)是零重力 時間是很正常的48F 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
推 gn02239542:可不可以說明一下在這邊代號的意義呀？
G? M? r? c?49F 11/30 22:48
推 wjuiahb:趕快推，不然人家會笑我們看不懂53F 11/30 22:49
→ nice123:如果不了解就po,不就是 copy wiki的,copy wiki我也會54F 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)
推 Rayko:...意圖使人念物理56F 11/30 23:04
推 wedgewu:推 event hozizon是否可翻為事象地平面?58F 11/30 23:07
剛剛前面部分打錯字了event horizon 才對
→ xgcj:都可以的61F 11/30 23:10
→ KTR5566:查維基是8piG/c^4 是寫法不同嗎 還是有無因次化?@@62F 11/30 23:11
推 CDing:又是你!63F 11/30 23:12
→ nice123:量子力學違反因果律 物理學可接受違反因果律嗎64F 11/30 23:13
量子力學沒有違反因果率
推 h1123:略懂65F 11/30 23:15
推 qn:東健子神人66F 11/30 23:17
qn可愛人
推 DALUGI:跟我自己推導的果然沒錯67F 11/30 23:18
※ 編輯: xgcj 來自: 220.132.98.155 (11/30 23:19)
推 motorr:嗯嗯你都把我要說的話說完了很好68F 11/30 23:21
推 dudu5566:這黑洞我想到了一個完美的證明 但礙於版面就不寫了69F 11/30 23:23
推 bzbread:好厲害@@" 雖然看不懂~不過挺有趣的71F 11/30 23:28
推 Derp:嗯嗯 不過我認為有些地方還要再修改一下會比較好 像是量子72F 11/30 23:33
推 hiyida:不錯 好文要推73F 11/30 23:35
推 YJJ:超強我同學XGCJ74F 11/30 23:42
推 Lxr:推一下~75F 11/30 23:44
→ as54 …
推 as54:跟熱力學的比較很有趣 不過第一定律記得是 dU = TdS - PdV77F 11/30 23:46
黑洞熱力學 - 維基百科，自由的百科全書
黑洞熱力學，或稱作黑洞力學，是發展於1970年代將熱力學的基本定律應用到廣義相對論領域中黑洞研究而產生的理論。雖然至今人們還不能清晰地理解闡述這一理論，黑洞熱力學的存在強烈地暗示了廣義相對論、熱力學和量子理論彼此之間深刻而基礎的聯繫。儘管它看上去只是從熱力學的最基本原理出發，通過古典和半古典理論描述了熱力學定律制約下的黑洞的行為，但它的意義遠超出了古典熱力學與黑洞的類比這一範疇，而將強重力場中量子現象的本性包含其中。 ...
推 kess:我理工的 我看不懂..80F 12/01 00:09
推 mystage:物理人推 我覺得可以加些科普的說法讓大眾好了解81F 12/01 00:10
推 Eneru:哩勒工殺小....83F 12/01 00:14
推 a00779928:幹 雖然我是理工科的 但我都看不懂 強耶!!84F 12/01 00:37
推 ks823:跟我夢到的完全不謀而合啊!!!!!!!!!!!85F 12/01 00:44
推 happytiger:樂力學第一定律不是在孤立系下du=q+w,dU = TdS - PdV不就是dU微分式而已,我看過的答案沒在寫這個!!88F 12/01 02:01
推 i19890813:恩恩 我那次去黑洞看到的跟你說的差不多 不錯93F 12/01 08:46
→ gnew:量子力學就是違反因果律出名的 看來你真的copy wiki94F 12/01 09:14
→ xgcj:對於因果率 大家可以去看物理版的文章97F 12/01 11:59
※ lovefordidi:轉錄至看板 sky 12/01 12:57
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