本書在保持科學(xué)性的前提下用通俗的語(yǔ)言和天文圖片向公眾介紹宇宙中的神秘天體—黑洞。其中包括廣義相對(duì)論的基本概念；恒星演化和黑洞的形成；黑洞吸積與噴流的產(chǎn)生以及探索黑洞的多種信息渠道：其中包括激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）和甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量技術(shù)（VLBI）�？勺鳛橹袑W(xué)生和社會(huì)公眾的科普讀物。
作者汪定雄教授在磁場(chǎng)對(duì)黑洞旋轉(zhuǎn)能量的提取方面做出一系列創(chuàng)新工作，在美國(guó)《天體物理雜志》，英國(guó)《皇家天文學(xué)月刊》，歐洲《天文學(xué)與天體物理》等國(guó)際專業(yè)雜志發(fā)表SCI論文40余篇，研究成果受到國(guó)內(nèi)外天體物理同行的重視與好評(píng)，并多次被劍橋大學(xué)，加州理工學(xué)院，麻省理工學(xué)院和普林斯頓大學(xué)的天體物理學(xué)家引用。
前言
天文學(xué)這幾年火起來(lái)了，不僅因?yàn)橹Z貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)接連頒發(fā)給天文學(xué)領(lǐng)域（2017年，引力波探測(cè)；2019年，宇宙學(xué)和系外行星），而且因?yàn)槲覈?guó)天文學(xué)在黑洞、暗物質(zhì)和射電天文學(xué)領(lǐng)域捷報(bào)頻傳，不斷取得國(guó)際高水平成果。因此，大大地激發(fā)了社會(huì)公眾對(duì)天文學(xué)的強(qiáng)烈興趣和好奇心，人們對(duì)天文學(xué)的關(guān)注度越來(lái)越高。應(yīng)華中科技大學(xué)出版社之邀，我接受了撰寫《黑洞發(fā)現(xiàn)啟思錄》的任務(wù)，目的是用通俗的語(yǔ)言和圖片向公眾介紹人類探索黑洞的歷程及對(duì)我們的啟示，以滿足社會(huì)公眾特別是青少年對(duì)天文學(xué)知識(shí)的渴求。
長(zhǎng)期以來(lái)，我在華中科技大學(xué)物理學(xué)院從事黑洞天體物理的教學(xué)和科研工作。2018年，科學(xué)出版社出版了我和同事的學(xué)術(shù)專著《黑洞系統(tǒng)的吸積與噴流》�？破兆x物與學(xué)術(shù)專著很不相同，學(xué)術(shù)專著的對(duì)象是本專業(yè)的研究生和學(xué)術(shù)界同行，可以借助于有關(guān)數(shù)學(xué)工具和圖表說(shuō)明問(wèn)題；而科普讀物的對(duì)象是社會(huì)公眾，因此要盡可能少地用數(shù)學(xué)和專業(yè)詞匯。作者感到為難的是，雖然盡可能少用數(shù)學(xué)，但由于闡述原理的需要，有些地方還是不得不用一些簡(jiǎn)單的公式。
作為一本天文學(xué)的科普讀物，本書的主題是黑洞及相關(guān)內(nèi)容，包括廣義相對(duì)論的基本概念、恒星演化和黑洞的形成、黑洞的吸積與噴流過(guò)程、對(duì)引力波的探測(cè)，以及第1張黑洞照片等現(xiàn)代天文學(xué)的新進(jìn)展。此外，在各章末尾附有若干啟示供讀者參考，本書可作為大、中學(xué)生和社會(huì)公眾的科普讀物。在寫作過(guò)程中作者參考了一些互聯(lián)網(wǎng)資料，并得到華中科技大學(xué)徐輝碧教授的支持與鼓勵(lì)，在此一并致謝。由于作者才疏學(xué)淺，錯(cuò)漏與不妥之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
作者
2019年12月16日于華中科技大學(xué)喻園小區(qū)
汪定雄，男，1946年2月出生。1970年畢業(yè)于清華大學(xué)工程物理系。華中科技大學(xué)物理學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師（已退休），國(guó)際天文學(xué)會(huì)（IAU）會(huì)員。主要研究方向?yàn)楹诙聪到y(tǒng)的高能輻射機(jī)制。這一研究方向?qū)τ谘芯亢诙措p星、活動(dòng)星系核和伽瑪射線暴等高能天體具有重要意義，是當(dāng)前國(guó)際天文學(xué)的前沿領(lǐng)域。汪定雄教授在磁場(chǎng)對(duì)黑洞旋轉(zhuǎn)能量的提取方面做出一系列創(chuàng)新工作，在美國(guó)《天體物理雜志》，英國(guó)《皇家天文學(xué)月刊》，歐洲《天文學(xué)與天體物理》等國(guó)際專業(yè)雜志發(fā)表SCI論文40余篇，研究成果受到國(guó)內(nèi)外天體物理同行的重視與好評(píng)，并多次被劍橋大學(xué)，加州理工學(xué)院，麻省理工學(xué)院和普林斯頓大學(xué)的天體物理學(xué)家引用。主持并完成國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目5項(xiàng)，作為骨干成員參加科技部973項(xiàng)目1項(xiàng)。出版學(xué)術(shù)專著一本？黑洞系統(tǒng)的吸積與噴流？（科學(xué)出版社，2018）。
目錄
第1章愛(ài)因斯坦與相對(duì)論/ 1
第1節(jié)狹義相對(duì)論的提出/ 2
第二節(jié)廣義相對(duì)論的提出/ 4
第三節(jié)相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)/ 7
第四節(jié)幾點(diǎn)啟示/ 8
本章參考文獻(xiàn)/ 9
第二章恒星演化與致密星的形成/ 10
第1節(jié)恒星演化與赫羅圖/ 10
第二節(jié)白矮星、中子星與黑洞/ 13
第三節(jié)白矮星的發(fā)現(xiàn)/ 15
第四節(jié)中子星的發(fā)現(xiàn)/ 16
第五節(jié)黑洞概念的提出/ 20
第六節(jié)幾點(diǎn)啟示/ 24
本章參考文獻(xiàn)/ 24
第三章黑洞的基本特征/ 26
第1節(jié)黑洞的結(jié)構(gòu)/ 26
第二節(jié)黑洞的分類/ 27
第三節(jié)黑洞的霍金輻射/ 28
第四節(jié)白洞、蟲(chóng)洞和人造黑洞/ 33
第五節(jié)大統(tǒng)一理論與量子引力論初探/ 36
第六節(jié)幾點(diǎn)啟示/ 38
本章參考文獻(xiàn)/ 40
第四章吸積的物理圖像/ 41
第1節(jié)電磁波譜/ 41
第二節(jié)吸積過(guò)程概述/ 42
第三節(jié)雙星系統(tǒng)的演化/ 44
第四節(jié)洛希瓣/ 44
第五節(jié)吸積盤的形成/ 48
第六節(jié)吸積理論的發(fā)展/ 51
第七節(jié)幾點(diǎn)啟示/ 53
本章參考文獻(xiàn)/ 55
第五章天體物理中的噴流/ 56
第1節(jié)天體物理噴流概述/ 56
第二節(jié)彭羅斯過(guò)程/ 61
第三節(jié)BZ過(guò)程/ 63
第四節(jié)BP過(guò)程/ 65
第五節(jié)活動(dòng)星系核/ 67
第六節(jié)伽馬射線暴/ 69
第七節(jié)黑洞吸積與潮汐瓦解事件/ 72
第八節(jié)幾點(diǎn)啟示/ 74
本章參考文獻(xiàn)/ 75
第六章引力波的預(yù)言與探測(cè)/ 77
第1節(jié)引力波的預(yù)言及早期探測(cè)/ 77
第二節(jié)雙中子星和引力波輻射/ 80
第三節(jié)引力波探測(cè)：首次突破/ 82
第四節(jié)引力波探測(cè)：擴(kuò)大戰(zhàn)果/ 86
第五節(jié)中國(guó)的引力波探測(cè)計(jì)劃/ 89
第六節(jié)幾點(diǎn)啟示/ 95
本章參考文獻(xiàn)/ 96
第七章黑洞照片及射電天文學(xué)/ 97
第1節(jié)射電天文學(xué)的發(fā)展/ 97
第二節(jié)甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量(VLBI)/ 99
第三節(jié)第1張黑洞照片的產(chǎn)生及意義/ 102
第四節(jié)中國(guó)的射電天文學(xué)/ 107
第五節(jié)幾點(diǎn)啟示/ 111
本章參考文獻(xiàn)/ 113
第八章我們的征途是星辰大海/ 114
第1節(jié)宇宙學(xué)的發(fā)展/ 116
第二節(jié)暗物質(zhì)和暗能量/ 120
第三節(jié)快速射電暴/ 124
第四節(jié)多信使天文學(xué)/ 126
第五節(jié)探索地外生命/ 132
第六節(jié)幾點(diǎn)啟示/ 138
本章參考文獻(xiàn)/ 139
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