什么是黑洞?它们真的存在吗?它们是如何形成的?它们与恒星有什么关系?如果你掉进黑洞会发生什么?如果黑洞不发光,你如何看到它们?黑洞和真正的黑暗恒星有什么区别? 粒子加速器能产生黑洞吗?黑洞也可以是虫洞或时间机器吗? 在《天文 101:黑洞》中,您将探索黑洞背后的概念。以黑洞为主题,您将学习到天文学、相对论和量子物理学的基本思想。 完成本课程后,您将能够: - 描述黑洞的基本特性 - 用通俗易懂的语言和适当的类比解释最近的黑洞研究 - 将流行文化中的黑洞与现代物理学进行比较,以区分科学事实和科学幻想 - 描述基本物理概念(包括万有引力、狭义相对论和广义相对论以及量子力学)在报告的科学观测中的应用。
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该课程共有10个模块
大家好,欢迎来到天文 101 第一单元!在本模块中,你将熟悉黑洞的基本结构,学习描述黑洞的术语,并探索黑洞物理学的历史。
涵盖的内容
12个视频4篇阅读材料1个作业
恒星是黑洞的祖先。在本单元中,学生将了解恒星的生命周期、恒星如何产生能量以及如何辐射能量。我们将探索恒星的死亡,以及恒星死亡产生的各种物质;从生命的组成部分(碳)到黑洞。
涵盖的内容
12个视频1个作业
如果你以接近光速的速度旅行会发生什么?当你向黑洞坠落时,时间的流逝会发生什么变化?本单元将探讨相对论。从参照系的讨论到接近黑洞时时间流逝的变化,我们将研究黑洞影响周围宇宙的多种方式。
涵盖的内容
13个视频1篇阅读材料1个作业
到目前为止,讨论主要集中在恒星质量黑洞(恒星生命的终点)的一般情况。在本单元中,学生将探索各种大小的黑洞及其可测量的特性。学生将了解到天体物理黑洞有四大类型(原始黑洞/迷你黑洞、恒星质量黑洞、中间质量黑洞和超大质量黑洞),并发现目前关于黑洞形成的理论,以及可能哺育黑洞的因素。学生还将获得 "无毛 "定理和引力透镜的知识。我们还将探索粒子加速器中超大质量黑洞、中等质量黑洞和迷你黑洞的形成。
涵盖的内容
11个视频1个作业
以黑洞双星作为探索黑洞的载体,当你接近黑洞时会看到什么?在本模块中,学生将跟踪物质通过罗氏叶溢出或风吸积从伴星转移到黑洞的过程。然后,他们将跟随这些物质穿过吸积盘,探索潮汐力,了解黑洞撕裂周围物质的方式。然后,这些物质将穿过吸积盘最内层的稳定轨道,然后坠入其中。学生们还将有机会观察喷流--从这一结构的最内层区域流出的物质。 模块目标:通过进入黑洞事件视界的旅程,从外向内介绍黑洞的特性。我们在远处会看到什么?当我们靠近时又会看到和体验到什么?什么是圆盘?什么是喷流?
涵盖的内容
12个视频1个作业
模块说明:如果你掉进黑洞会发生什么?在本单元中,学生将继续他们的黑洞双星系统之旅,从吸积盘的最内层稳定轨道到奇点本身。学生将了解基本黑洞的结构以及旋转黑洞。学生将探索虫洞和奇点的概念。 模块目标:学生将了解黑洞周围的最内部区域、黑洞表面的缺失以及事件穹界的存在和定义。学生还将探索自旋对这一区域的影响,以及如何测量自旋。最后,他们将进入事件视界内部,探索奇点和虫洞的基本概念。
涵盖的内容
8个视频1篇阅读材料1个作业
黑洞里有什么?本单元将开始探索黑洞物理学的理论方面。 你将获得量子力学和热力学相关主题的基础介绍,目的是了解该领域巨头们目前对黑洞的争论。
涵盖的内容
11个视频1个作业
如果黑洞吸收所有光线,我们又是如何看到它们的呢?在本模块中,您将探索天文学家如何观测真实的黑洞,从吸积盘和喷流的研究到围绕黑洞运行的物质的研究。
涵盖的内容
10个视频1个作业
黑洞会随时间发生变化。本单元将重点讨论黑洞如何变化、为什么变化以及我们如何寻找这些变化。
涵盖的内容
15个视频1个作业
如何研究一个没有可见伴星的黑洞?本单元将向学生介绍引力辐射。随着2016年LIGO发现引力波,开启了天文学的一个全新分支。
涵盖的内容
14个视频1篇阅读材料1个作业
位教师

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学生评论
1,156 条评论
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已于 Sep 2, 2025审阅
This was a fascinating course. Lots of material to learn and digest (that's sort of a black hole pun). I learned a lot and hope to do more independent reading to learn yet more about black holes.
已于 Jan 1, 2021审阅
The course was very interesting . I loved that the expainations used references to known movies and TV shows, it made the more entartaining and made me try to use the formulas I learned in real life.
已于 May 27, 2020审阅
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