发现黑洞（四色全彩，一本书把神秘的宇宙和黑洞带到你眼前！）

黑洞是什么？黑洞里有什么？宇宙本身有没有可能就是一个黑洞？带着这些问题，让我们一起“发现黑洞”！

本书共分四章，*章介绍了人类对宇宙的探索，包括红移、暗物质、大统一理论等；第二章系统地介绍了黑洞的产生、演化、性质，及不同类型的黑洞；第三章中我们可以看到前沿科学对于黑洞的解释；第四章将带我们了解白洞、虫洞等其他宇宙学知识。太空近在眼前，天文学就是在人们对宇宙的无尽好奇与不断探索中呈现了现在的繁荣，而《发现黑洞》将为我们带来一场奇妙的黑洞之旅，阅读本书后我们将会发现，人类对宇宙的探索才刚刚开始！

《奇点科普》编委会多年来致力于科普书籍的编辑、编撰，旨在为广大读者奉献通俗易懂、妙趣横生的科普盛宴。

当爱因斯坦说“上帝不掷骰子”时，他错了。对黑洞的研究表明，上帝不仅掷骰子，而且有时还会把骰子掷到人们看不见的地方去。

——史蒂芬·霍金 著名物理学家

黑洞的中心隐藏着一个奇点，而在这个奇点中，密度和引力都将变得无穷大，所有已知的物理规律都将失效。

——2020年诺贝尔物理学奖获得者 罗杰·彭罗斯

黑洞是一种本身不发光的神秘天体。任何物质，包括光也无法从它身边逃离。由于黑洞自身不发光，因此难以被发现。这让科学家一度认为宇宙中的黑洞只是一种假设。

——黑洞领域研究专家、中国科学院国家天文台研究员 苟利军

人类对宇宙的探索

狭义相对论 002

原理与效应 010

狭义相对论的影响 016

广义相对论 021

原理与验证 027

相对论的狭义与广义 038

哈勃定律 040

定律的发现 041

哈勃与哈勃望远镜 044

红移 049

多普勒红移 049

引力红移 050

宇宙学红移 050

红移的测量 052

暗物质和暗能量 054

感知暗物质 055

发现暗物质 056

暗能量与宇宙常数 060

发现暗能量 063

大统一理论 066

引力 067

电磁力 067

强相互作用 067

弱相互作用 069

发现黑洞

空间与时间开始的地方 074

奇点 075

钱德拉塞卡极限 078

奥本海默极限 079

关于黑洞的预言 081

黑洞的产生 086

白矮星 087

中子星 090

时空扭曲暴露黑洞的秘密 091

黑洞的物理性质 095

史瓦西半径 095

温度 097

拖拽圈与光子球 098

热力学四定律 098

黑洞的演化过程 103

黑洞的吸积 103

黑洞的终极命运 105

几种不同类型的黑洞 107

克尔黑洞 108

不旋转带电黑洞 109

双星黑洞 110

超大质量黑洞 111

黑洞的一般解 113

黑洞候选星 115

银河系超重黑洞候选天体——人马座A* 115

人类发现的*个黑洞候选天体——天鹅座X-1 116

SN1979C 118

暗能量星 119

Ⅱ型超新星 121

M87（NGC 4486） 123

黑洞的时空

爱因斯坦的时空理论 130

爱因斯坦方程 130

引力与时空弯曲 132

霍金辐射 134

理论的产生 134

理论基础 135

实际观察结果 137

看不见的维度 141

弯曲时空几何 141

几何与物质 144

黑洞其他宇宙学知识

白洞 148

白洞的性质 150

关于白洞的其他理论 151

虫洞 154

关于虫洞的其他说法 156

没有不运动的物质，也没有无物质的运动，由于物质是在相互联系、相互作用中运动的，因此，必须在物质的相互关系中描述运动，而不可能孤立地描述运动。也就是说，运动必须有一个参考物，这个参考物就是参考系。

伽利略曾经指出，运动的船与静止的船上的运动不可区分，也就是说，当你在封闭的船舱里，与外界完全隔绝，那么即使你拥有*发达的头脑、*的仪器，也无从感知你的船是匀速运动还是静止的，更无从感知速度的大小，因为没有参考物。爱因斯坦将其引用，作为狭义相对论的*个基本原理：狭义相对性原理。其内容是：惯性系之间完全等价，也就是说，一切物质都潜藏着质量乘以光速的平方的能量。一个静止的物体，其全部的能量都包含在静止的质量中。一旦运动，就要产生动能。由于质量和能量等价，运动中所具有的能量应加到质量上，也就是说，运动的物体的质量会增加。

当物体的运动速度远低于光速时，增加的质量微乎其微，如速度达到光速的十分之一时，质量只增加0.5%，但随着速度接近光速，其增加的质量就非常明显了。如速度达到光速的十分之九时，其质量增加了１倍多，这时，物体继续加速就需要更多的能量。当速度趋近光速时，质量随着速度的增加而直线上升，速度无限接近光速时，质量趋向于无限大，需要无限多的能量。迈克尔逊—莫雷实验彻底否定了光的以太学说，得出了光与参考系无关的结论。即无论你站在地上，还是站在飞奔的火车上，测得的光速都是一样的，这就是狭义相对论的第二个基本原理：光速不变原理。

由上述两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式、速度变换式等所有的狭义相对论内容。速度变换与传统的法则相矛盾，但它的正确性已经被粒子物理学的无数次实验证明是无可挑剔的，因为无论在哪个参考系，光速都是不变的。正因为光的这一独特性质，所以被选为四维时空的*标尺。

由于爱因斯坦提出的假说否定了伽利略变换，因此需要寻找一个满足相对论基本原理的变换式。爱因斯坦导出了这个变换式，因为这个变换式不过是爱因斯坦赋予了洛伦兹方程一些新的物理内容得到的，所以人们一般称它为洛伦兹变换式。

……

这是一本让你直击黑洞*发现的科学指南，这是一部集知识性、趣味性于一身的科普读物！

*从黑洞的产生、演变，到黑洞的性质、形态，一本书让你读懂黑洞的前世今生！

◤黑洞到底是什么？它究竟以什么样的方式存在？

◤白洞又是什么？它和黑洞有着怎样的关系？ 

◤关于黑洞，人类开展了哪些探索，它还有哪些不为人知的秘密？

◤什么是大统一理论？什么是洛伦兹变换？它体现着怎样一种时空关系？

◤真有时空隧道吗？人类真的可以穿梭于过去、未来吗？

……

*图文并茂，通俗易懂，兼知识性、趣味性、可读性于一身。

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