科幻电影里反复出现的.doc

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1、个人收集整理勿做商业用途科幻电影里反复出现的“主角”长什么样?究竟是否存在？它能吞噬宇宙中的一切吗?告诉你一个真实的黑洞吴月辉/范思翔/喻思娈美国科幻电影《星际穿越》海报。资料图片近日，好莱坞科幻大片《星际穿越》热映,让看过的影迷们都直呼过瘾,进而也成为街头巷尾热议的话题。电影中反复出现的黑洞、虫洞等概念，让我们对深奥的宇宙知识多了一分了解,也使得本来浩瀚的宇宙又增添了更多的神秘感。在影片结尾部分，男主人公欲返回地球,途中他选择坠入黑洞,结果在黑洞奇点附近被未来人类拉进一个五维时空,掀起了全剧高潮。相比还处于未被验证的理论阶段的“虫洞”概念,科学家们对于黑洞研究的历史颇为久远，

2、并已得到了验证。黑洞究竟是什么?对它的研究因何而起？怎么能够证实它是真实存在于宇宙中的?同时，黑洞研究到目前为止有哪些新进展?对科学的发展又有哪些作用？就这些问题，中国科学院物理所研究员曹则贤、中国科学院国家天文台科学研究部首席科学家张双南和中国科学院国家天文台首席研究员刘继峰进行了解读。个人收集整理勿做商业用途关注黑洞是宇宙空间内存在的一种超高密度天体,即使光也无法逃脱它的引力束缚，仪器和肉眼都无法直接观测到问:黑洞是什么?它是如何形成的？刘继峰:黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种奇异天体，在其视界内,即使光子也无法逃脱它的引力束缚。它完全不发射和反射任何电磁波,仪

3、器和肉眼都无法直接观测到。1９６７年美国物理学家约翰·惠勒正式开始使用“黑洞”一词。曹则贤：黑洞就是一个密度足够大的天体,其周围的时空结构使得其发出的光也无法逃逸，因此这样的天体是“黑”的。但是,“黑”的物体在亮的背景上能够被“看见”。当一颗星的质量足够大时，它自身的引力能够引起塌缩，塌缩后其密度更大。塌缩可以是分阶段的。当最后其密度超过某个临界值时，周围的时空结构不允许光的逃逸,这里将成为黑洞。黑洞会吞噬临近区域的任何物质。中国古代就有超新星爆发的记录，说哪一天突然天上冒出了一颗特别亮的星星。后来我们明白了，那颗星星是自己塌陷了,它在塌陷的时候会发出很亮的光。超新星爆发就是指

4、某些恒星在演化接近末期时经历的剧烈过程。在这个过程中，星体在自身重力的作用下迅速地收缩、塌陷，同时伴随着强烈的辐射。这些辐射能量来源于重力势能的释放。张双南:现在大家认识最普遍、最明确并且可以精确计算出来的一个形成机制是:黑洞是宇宙中恒星自身能量耗尽时所演变成的一个天体。恒星原始质量不同,它最终的结果就不同。质量比较大的恒星,当其能量耗尽就会变成一个黑洞,小一点的就会变成中子星,再小点的就会变成白矮星。黑洞研究已有１０0年历史，爱因斯坦提出广义相对论后，科学界开始了对黑洞的严肃研究问：对黑洞的研究始于何时?是什么原因触发了科学家去研究黑洞？张双南：黑洞的研究历史很长，而且详细的

5、研究也差不多有１00年了。从爱因斯坦提出广义相对论后,科学界对黑洞比较严肃的研究就开始了。1915年爱因斯坦广义相对论正式发表后,大概过了几个月的时间,黑洞作为广义相对论的一个基本预言这件事就清楚了。曹则贤:对黑洞的研究源于人们研究地球的行为。因为我们人类是住在地球表面，所以从一开始总是研究地球表面的东西。在研究的过程中，人们就会发现我们从地面往天上扔的东西最终都会落回地面,这是因为地球引力的作用。1７83年,一个叫约翰·米舍尔的人提出了一个问题,会不会有那么一颗星,它的密度太大，产生的巨大引力让任何东西都逃不出去,即使光也逃不出来。如果光也逃不出去,自然外面也看不见，那么它可

6、能就是黑洞。可是,在当时大家弄不清楚光和一个星体是怎么进行引力作用的。因为光子是没有质量的,没有质量，星体怎么吸引它呢?于是米舍尔的说法并没有被严肃对待,也就没成为科学研究的主题。　但是，等到1915年时事情就发生了改变。那一年，爱因斯坦发表了广义相对论，其中就提出一个观点:一个星球的引力实际上决定了它周围时空的结构。比方说，有个质量非常大的星球，它周围的时空是扭曲了的。这里还要引出重要的概念,就是什么叫直？物理上最短就是直,光在时空中始终走最短的路径。因此，爱因斯坦就提出了一个大胆想法,如果当某个星球的吸引力特别特别强，光从它旁边过的时候是弯曲的,光线经过太阳旁边可能就是弯曲

7、的，当然这在我们看来是弯的。对于光来说,它走的路径就是直的。然后到了1919年,正好有日食，英国人就证明了爱因斯坦这个说法是对的,他们观测到远处一颗恒星的光在经过太阳附近的时候，光线是弯曲的，爱因斯坦的广义相对论被证明是正确的。爱因斯坦广义相对论的主体是引力场方程,即时空的结构同时空中质量—个人收集整理勿做商业用途动量密度之间的关系。在研究过程中,有人就解广义相对论里的场方程,解什么呢?最直观的问题包括解假设有一个点质量特别大，旁边引力场是什么样?或者一个有一定半径的球,它旁边的引力场该是什