地球史瓦西半徑推導物理高中(史瓦西半徑計算公式)

摘要: 您好,今天小編胡舒來為大家解答以上的問題。地球史瓦西半徑推導物理高中,史瓦西半徑計算公式相信很多小伙伴還不知道,現在讓我們一起來看看吧!1、史瓦西半徑是任何具重力的質量之臨界半徑。...

您好,今天小編胡舒來為大家解答以上的問題。地球史瓦西半徑推導物理高中,史瓦西半徑計算公式相信很多小伙伴還不知道,現在讓我們一起來看看吧!

1、史瓦西半徑是任何具重力的質量之臨界半徑。

2、在物理學和天文學中,尤其在萬有引力理論、廣義相對論中它是一個非常重要的概念。

3、1916年卡爾·史瓦西首次發現了史瓦西半徑的存在,他發現這個半徑是一個球狀對稱、不自轉的物體的重力場的精確解。

4、 一個物體的史瓦西半徑與其質量成正比。

5、太陽的史瓦西半徑約為3千米,地球的史瓦西半徑只有約9毫米。

6、目錄黑洞半徑公式分類說明/假設史瓦西半徑的由來 編輯本段黑洞  小于其史瓦西半徑的物體被稱為黑洞。

7、在不自轉的黑洞上,史瓦西半徑所形成的球面組成一個視界。

8、(自轉的黑洞的情況稍許不同。

9、)光和粒子均無法逃離這個球面。

10、銀河中心的超大質量黑洞的史瓦西半徑約為780萬千米。

11、編輯本段半徑公式  史瓦西半徑的公式,其實是從物件逃逸速度的公式衍生而來。

12、它 史瓦西半徑將物件的逃逸速度設為光速,配合萬有引力常數及天體質量,便能得出其史瓦西半徑。

13、   Rs=2Gm/c^2   推導過程:   由 F=GmM/r^2   得知 r 越小 則F越大   而引力F 正比于 物體吸引落下速度V   且速度V最大值為c   求星體半徑臨界直(V=c之 r 臨界直) ; 即史瓦西半徑   由 F=ma=mg 得 GMm/r^2 = mg 故 g = GM/r^2 由固定重力場位能得非固定重力場位能公式   a. 將 E=mgh 代換成 E=GMmh/r^2 且 h=r 故 E=GMm/r 表位能   b.列受星體吸引物質之速度與位能對應式 求得臨界半徑r(史瓦西半徑)   1/2 mv^2 = GMm/r   做洛倫茲變換   1/2 mv^2/√(1-v^2/c^2)= GMm/r√(1-v^2/c^2)   得到r = 2GM/V^2   當v=c 求r之臨界直   則全式可得   Rs = 2GM/c^2 ;   Rs為史瓦西半徑 ;   左為史瓦西半徑公式   (G為引力常數 M為恒星質量 c為光速)   事實上,牛頓力學及廣義相對論能導出相同結果,純粹是巧合而已。

14、編輯本段分類說明/假設  超大質量黑洞   假如一個天體的密度為1000千克/立方米,而其質量約為1.5億個太陽質量的話,它的史瓦西半徑會超過它的自然半徑,這樣的黑洞被稱為是超大質量黑洞。

15、絕大多數今天觀察到的黑洞的跡象來自于這樣的黑洞。

16、一般認為它們不是由星群收縮碰撞造 黑洞成的,而是從一個恒星黑洞開始不斷增長、與其它黑洞合并而形成的。

17、一個星系越大其中心的超大質量黑洞也越大。

18、   恒星黑洞   假如一個天體的密度為核密度(約1.5*10^12千克/立方厘米,相當于中子星的密度)而其總質量在太陽質量的三倍左右則該天體會被壓縮到小于其史瓦西半徑,形成一個恒星黑洞。

19、   微黑洞   小質量的史瓦西半徑也非常小。

20、一個質量相當于喜馬拉雅山的天體的史瓦西半徑只有一納米。

21、目前沒有任何可以想象得出來的原理可以產生這么高的密度。

22、一些理論假設宇宙產生時會產生這樣的小型黑洞。

23、編輯本段史瓦西半徑的由來  史瓦西半徑是卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild、也有翻譯做卡爾·史瓦茲旭爾得)于1915年針對廣義相對論方程關于球狀物質分布的解,此解的一個結果是可能存在黑洞。

24、他發現這個半徑是一個球狀對稱、不自轉的物體的重力場的精確解。

25、   根據愛因斯坦的廣義相對論,黑洞是可以預測的。

26、他們發生于史瓦西度量。

27、這是由卡爾·史瓦西于1915年發現的愛因斯坦方程的最簡單解。

28、   根據史瓦西半徑,如果一個重力天體的半徑小于史瓦西半徑,天體將會發生坍塌。

29、在這個半徑以下的天體,其間的時空彎曲得如此厲害,以至于其發射的所有射線,無論是來自什么方向的,都將被吸引入這個天體的中心。

30、因為相對論指出任何物質都不可能超越光速,在史瓦西半徑以下的天體的任何物質——包括重力天體的組成物質——都將塌陷于中心部分。

31、一個有理論上無限密度組成的點組成重力奇點(gravitational singularity)。

32、由于在史瓦西半徑內連光線都不能逃出黑洞,所以一個典型的黑洞確實是“黑”的。

33、   小于其史瓦西半徑的物體被稱為黑洞(亦稱史瓦西黑洞)。

34、在不自轉的黑洞上,史瓦西半徑所形成的球面組成一個視界。

35、(自轉的黑洞的情況稍許不同。

36、)光和粒子均無法逃離這個球面。

37、銀河系中心的超大質量黑洞的史瓦西半徑約為780萬千米。

38、一個平均密度等于臨界密度的球體的史瓦西半徑等于我們的可觀察宇宙的半徑。

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