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史瓦西半径、伟大的物理学家史瓦西，他有着怎样的人生经历?( 二 )




Q2：伟大的物理学家史瓦西，他有着怎样的人生经历？
卡尔·史瓦西， 1873年10月9日出生于德国弗兰克福，德国著名物理学家、天文学家。史瓦西年少时便崭露头角 。16岁时就发表了一篇关于行星轨道的论文 ，18岁进斯特拉斯堡大学，20岁进慕尼黑大学，23岁获博士学位 ，接下来的史瓦西顺风顺水，不久之后，史瓦西在维也纳的Kuffner天文台担任助理 ，三年后，他回到慕尼黑大学任职教员 。随后，他来到哥廷根大学，担任“非凡教授”和天文台台长，不到一年的时间，他便晋升为教授 。
在人类的漫长的发展过程中，无数的科学家留下了自己智慧的结晶，史瓦西在这人类璀璨的发展长河里无疑留下了浓墨重彩的一笔 。
1906年史瓦西指出恒星大气中自内向外的热转移主要不是靠对流而是靠辐射，并提出恒星大气中辐射平衡的概念和局部热动平衡的假设，发表了一篇关于太阳大气辐射平衡问题的重要论文。
1915年12月，在爱因斯坦发表广义相对论，此时对于广义相对论只有近似解，爱因斯坦本人也无法解决之歌难题 。而令人意想不到的是，就在爱因斯坦发表广义相对论一个月后，史瓦西就得到爱因斯坦方程的精确解 。
1916年卡尔·史瓦西首次发现了史瓦西半径的存在 。他发现这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解，这个解描述了球形天体附近的光线和粒子的运动行为，在现代相对论天体物理，特别是黑洞物理中，起着关键性的作用 。
正当史瓦西在学术界大放异彩的时候，世界格局正在悄然发生变化，时局变得动荡不安 。1914年7月28日，奥匈帝国向塞尔维亚宣战，第一次世界大战爆发。在纷乱的时局下，德国处在战争的中心，而此时已经41岁的史瓦西，毅然决然的放弃已经取得的一切，弃笔从戎，志愿参军，投身战场 。1916年5月11日 ，卡尔·史瓦西在俄国前线的战壕中染病过世 ，结束了其短暂而又传奇的一生 。

Q3：谁知道使瓦西半径是怎么样求出来的？
分类:教育/科学 >> 科学技术
问题描述:
答案要有详细求解过程，附带文字说明 。
解析:
经典方式推导：
史瓦西半径公式:r=2GM/c2(c的平方) 推导公式为:GMm/r=1/2mc2(c的平方) ,这表明达到光速的"理想"物质(其质量已考虑相对论效应,但没关系,因为m可以约掉)到达视界时动能为零(即此时物质静止),
但史瓦西半径必须在广义相对论的框架下导出，使用经典方式虽然可以得出形式上相同的结果，但是其中的物理意义是完全不同的 。
半经典推导：
由 F=GmM/r^2
得知 r 越小 则F越大
而引力F 正比于 物体吸引落下速度V
且速度V最大值为C
求星体半径临界直(V=C之 r 临界直) ; 即史瓦西半径
由 F=ma=mg 得 GMm/r^2 = mg 故 g = GM/r^2 由固定重力场位能得非固定重力场位能公式
a. 将 E=mgh 代换成 E=GMmh/r^2 且 h=r 故 E=GMm/r 表位能
b.列受星体吸引物质之速度与位能对应式 求得临界半径r(史瓦西半径)
1/2 mv^2 = GMm/r
做劳伦兹变换
1/2 mv^2/√(1-v^2/c^2)= GMm/r√(1-v^2/c^2)
得到r = 2GM/V^2
当v=c 求r之临界直
则全式可得
Rs = 2GM/C^2 ; Rs为史瓦西半径 ;左为史瓦西半径公式 (G为引力常数 M为恒星质量 C为光速)
Q4：物理学家史瓦西是如何预测黑洞存在的？
德国的物理学家史瓦西受到了爱因斯坦广义相对论的启发提出了黑洞存在的理论，当时还被称为“史瓦西解” 。
黑洞这个理论是由卡尔史瓦西计算得出，黑洞可以吸收一切物质，包括光 。渐渐地越来越多的科学家，开始着手研究黑洞的由来及演变过程，它能吸收光的性能更加激发了科学家的研究兴趣 。黑洞并不是平面的一个洞，也不是一个下凹的漏斗，黑洞是一个三维的球体 。黑洞是由特大恒星死亡时候，所产生的能量维持不了其庞大的体积，能量就会集中在一个核心，从而成为一个密度和质量都很大的天体 。
由于其质量是如此之大，黑洞会产生极大的引力，宇宙中的物质包括光，在经过它的时候都会被吸收转化为粒子状态，不过吞噬的物质所携带信息得以保存 。黑洞引力的大可以达到光都无法逃脱的地步，所以这也是我们无法看见其的原因，没有光我们是无法观察其长什么样 。虽然黑洞可以吞噬一切，但是它还是会消失灭亡的，黑洞会向周围辐射自身的粒子，当粒子辐射完后，黑洞就会消失 。
黑洞在宇宙中拥有很强的能量，它吞噬一切的性质让所有人谈虎色变，有人把它叫作“星坟” 。关于黑洞的成因，人们有不同的解释，有人认为它是在超新星爆发时形成的，有人认为是游离在宇宙中的自然天体 。


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