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黑洞对广元变压器辐射传播所产生的观测效应(一)

发布者:广元油浸式变压器厂    发布时间:2018-08-03
黑洞对广元变压器辐射传播所产生的观测效应(一)     黑洞对广元变压器辐射传播所产生的观测效应
    爱因斯坦于1915年完成了广义相对论,它统一了狭义相对论和牛顿的万有引力理论。作为引力的几何理论,广义相对论把引力描述为时空的弯曲。大约从二十世纪六十年代初开始,广义相对论已经在太阳系的弱引力场环境下被许多的实验所检验。而强引力场总是伴随着致密的星体,比如说黑洞或者中子星。1979年,Hulse和Taylor发现脉冲双星PSR B191316(由一对中子星组成,其中之一是脉冲星)轨道周期的衰减率与广义相对论预言的由引力波释放能量导致的轨道衰减率吻合。这个发现为引力波的存在提供了一个间接的证据。尽管广义相对论已经被一系列的实验所证实,但是它还没有在强场的条件下被高精度的检验过。
    其中的主要困难之一是强场的效应总是被来自天体物理系统中复杂和不确定的非引力场效应所污染。相比较而言,在太阳系的检验中,弱场的效应在大多数的情况下可以与非引力场的效应分离。尽管如此,随着理论和实验方法的进步,越来越多的强场效应的观测方面开始被研究。本论文的目的是研究黑洞引力场所产生的观测效应,主要包括两个不同的天体物理系统。第一个系统包含一个超大质量黑洞和一个脉冲星,当脉冲星的脉冲信号经过超大质量黑洞附近时,强引力场将会对其到达时间和强度产生影响(第2和第3章)。
    第二个系统包含一个恒星质量或者超大质量的黑洞以及一个环绕其运动的扭曲的吸积盘。黑洞的强引力场和自旋将会对吸积盘上产生的发射线的轮廓产生影响(第4章)。 为了条理清晰起见,本论文划分为5章。第一章是对本论文的研究中涉及到的理论背景知识作一个简要的介绍,主要包括广义相对论、中子星、黑洞及其吸积盘和弯曲时空中粒子和光子的运动。
    在第二章中,我们考虑了一个脉冲星围绕超大质量黑洞旋转的系统,进而我们研究了当脉冲星的脉冲信号经过超大质量黑洞附近时强引力场对其强度和计时所产生影响。对于黑洞的自旋可以被忽略的情况,我们证明了所有的强场对脉冲束的影响可以通过两个“通用函数”来理解。其中一个函数是用来计算光子轨迹的偏折,另一个是用来计算光子在这条轨迹上运动所需的时间。
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