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
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学生评论
1,166 条评论
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已于 May 27, 2020审阅
Simply,This course is the best I found in Coursera. It has all Information. I would like that it include some more Mathematics of black Hole. Black hole thermodynamics is great topic.
已于 Jul 23, 2020审阅
Its been quite an illuminating ride, could have done with more data-driven mathematics but nevertheless, a highly recommendable introductory course for further cultivating curiosities.
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.
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