黑洞的时空结构摘要：黑洞作为一种非常特殊的天体,是广义相对论和量子引力理论中非常重要的研究对象。本文主要工作是研究黑洞时空的特点，从狭义相对论的时空观到广义相对论的时空特点最后联系到黑洞时空的特点，并对宇宙微波背景辐射的温度与黑洞时空的关系做了探究，最后简要分析了研究黑洞的意义。关键词：黑洞、狭义相对论、广义相对论、时空结构、宇宙微波背景辐射目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc19450899"第一章引言PAGEREF_Toc19450899\h1HYPERLINK\l"_Toc19450900"1.黑洞PAGEREF_Toc19450900\h1HYPERLINK\l"_Toc19450901"2.黑洞的形成PAGEREF_Toc19450901\h1HYPERLINK\l"_Toc19450903"第二章狭义相对论PAGEREF_Toc19450903\h3HYPERLINK\l"_Toc19450904"1.狭义相对论基本原理PAGEREF_Toc19450904\h3HYPERLINK\l"_Toc19450905"1.1洛伦兹变换形式PAGEREF_Toc19450905\h4HYPERLINK\l"_Toc19450906"1.2相对论的速度PAGEREF_Toc19450906\h5HYPERLINK\l"_Toc19450907"1.3时空互变方程PAGEREF_Toc19450907\h5HYPERLINK\l"_Toc19450908"2.狭义相对论时空观PAGEREF_Toc19450908\h6HYPERLINK\l"_Toc19450909"第三章广义相对论PAGEREF_Toc19450909\h6HYPERLINK\l"_Toc19450910"1.对时空的认识PAGEREF_Toc19450910\h6HYPERLINK\l"_Toc19450911"2.引力场的时空结构特性PAGEREF_Toc19450911\h8HYPERLINK\l"_Toc19450912"2.1引力场中时钟变慢PAGEREF_Toc19450912\h8HYPERLINK\l"_Toc19450913"2.2引力场中长度收缩PAGEREF_Toc19450913\h9HYPERLINK\l"_Toc19450914"2.3引力场中光速不变PAGEREF_Toc19450914\h9HYPERLINK\l"_Toc19450915"第四章黑洞PAGEREF_Toc19450915\h10HYPERLINK\l"_Toc19450916"1.广义相对论中的黑洞PAGEREF_Toc19450916\h10HYPERLINK\l"_Toc19450917"2.黑洞的时空PAGEREF_Toc19450917\h12HYPERLINK\l"_Toc19450918"第五章研究黑洞的意义PAGEREF_Toc19450918\h13HYPERLINK\l"_Toc19450919"第六章总结PAGEREF_Toc19450919\h13HYPERLINK\l"_Toc19450920"致谢PAGEREF_Toc19450920\h14HYPERLINK\l"_Toc19450921"参考文献PAGEREF_Toc19450921\h14PAGE\*MERGEFORMAT23第一章引言1.黑洞黑洞——一个充满未知与神秘色彩的天体。对于黑洞而言，通常情况下，具体定义是一种自身引力强大到可以作用于光且致密程度极高的天体。历史上最早预言黑洞的人是来自法国的科学家拉普拉斯和来自英国的米歇尔。而与之相关的还包括来自美国的两位物理学家施耐德和奥本海默有关中子星最大质量的研究，因为在此研究过程中借助广义相对论得出存在“暗星”说法。由广义相对论相关知识可知，万有引力不算真正的力，而是时空弯曲的表现。奥本海默等人认为，当某个时空区域非常弯曲时，光线将无法从那个区域逃离到远处。在遥远的观测者眼中，这个区域将是一颗看不见的“暗星”。奥本海默预言的“暗星”就是今天所说的“黑洞”。2.黑洞的形成对于黑洞而言，在浩瀚宇宙中，恒星的无限种演变结果中，可以作为其中一种终极演变存在方式。而在这一演变过程