从爱因斯坦到霍金的宇宙论文汇编.doc

从爱因斯坦到霍金的宇宙姓名:赵悦安学号: 2013138222 专业:新能源 1311 指导老师:夏清华听课笔记: 第一讲布朗克认为,热辐射从原子射出来的时候是一份一份的,吸收的时候也是一份一份的, 但是在脱离原子在空气中传播时却是连续的。5 年后, 德国《物理年鉴》收到了爱因斯坦的文章说辐射在脱离了原子在空气中也是一份一份的。因为爱因斯坦在研究光电效应做出的贡献,获得了诺贝尔物理学奖。爱因斯坦在德国的中学时代比较悲催, 因为他是犹太人也因为他太聪明, 导致学校老师都不喜欢他。但是在瑞士的阿劳中学, 充分的自由给了爱因斯坦思考问题的空间, 相对论也就是在那时候开始孕育的。大学时的爱因斯坦不爱听老师的课, 喜欢做实验, 考试之前看同学的笔记才过关。毕业后又找不到工作,婚姻也不受父母同意。 1902 年在同学的帮助下进了专利局工作,正是因为专利局轻松的工作环境使得爱因斯坦在今后的时间里有充分的环境去思考问题,发表了一系列的论文。第二讲上帝说:“让牛顿去吧!”, 于是一切变的光明。但不久, 魔鬼说:”让爱因斯坦去吧!”, 于是一切又回到了黑暗。狭义相对论的困难: 1. 惯性系无法定义 2. 万有引力定律纳不进相对论体系的框架。等效原理:引力场和惯性场是等效的、所有的创新都不是逻辑推倒出来的,而是猜出来的。黎曼几何:球面几何,过直线外一点引不出一条平行线。万有引力不是真正的力, 而是时空弯曲的表现。行星绕日运动是惯性运动( 伽利略的“错误”)。地球上的自由落体运动就是惯性运动。时空弯曲的地方时钟会变慢。太阳上的钟变慢, 所以太阳上氢光谱的频率减小波长增大,光谱线会向红段移动。第三讲太阳到白矮星到中子星最后到黑洞,半径减小,密度变大。白矮星的形成:主序星( 100 亿年,中心 1500 万度, H-He ) ——红巨星(外层 H-He , 膨胀) ——白矮星(内核收缩,温度达 1 亿度,氦闪!)。中子星的预言:朗道( 1932 ) ,几乎与钱德拉塞卡同时指出,白矮星有质量上限,结论相似)。宇宙监督假设:存在一位宇宙监督,他禁止裸奇异的出现! 无毛定理:黑洞失去了 M,J,Q 之外的全部信息。第四讲霍金与黑洞霍金 1942 年生于牛津,大学毕业时进行性肌肉萎缩,投考霍伊尔研究生未果,后跟 Sciama 。研究了霍伊尔的稳衡态模型后, 发现其中一个系数是无穷大, 就彻底推翻了这个模型,大爆炸理论占据了上风。他对黑洞研究的贡献:奇性定理( 1970 ) ,面积定理( 1972 ) ,霍金辐射( 1974 ) ,对信息疑难的探讨( 1997-2004 ) 对宇宙研究的贡献: 推翻稳衡态宇宙模型, 时空隧道与时间机器, 虚时的宇宙( 无边界宇宙) 黑洞里面的时间与半径坐标互换,时间一直朝里,奇点就是时间结束的地方。第五讲膨胀的宇宙四方上下为宇,古往来今为宙。宇宙的结构:太阳系-1 光年,星系-10 5 光年,星系团-10 7 光年,观测表明:在比 10 8光年更大的尺度,宇宙是均匀各向同性。对火球模型的支持:星系红移(哈勃定律) ,氦丰度, 3K 微波背景辐射( 1964 年,彭齐亚斯,威尔逊)。宇宙的未来:无限无边的膨胀宇宙( k<=0 ) ,有限无边的脉动宇宙( k>0 )。对 Ia 型超新星的观测表明,宇宙已经从减速膨胀变为加速膨胀。暗物质是透明的, 不参加电磁作