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黑洞是什么？黑洞里有什么？宇宙本身有没有可能就是一个黑洞？带着这些问题，让我们一起“发现黑洞”！

本书共分四章，第一章介绍了人类对宇宙的探索，包括红移、暗物质、大统一理论等；第二章系统地介绍了黑洞的产生、演化、性质，及不同类型的黑洞；第三章中我们可以看到前沿科学对于黑洞的解释；第四章将带我们了解白洞、虫洞等其他宇宙学知识。太空近在眼前，天文学就是在人们对宇宙的无尽好奇与不断探索中呈现了现在的繁荣，而《发现黑洞》将为我们带来一场奇妙的黑洞之旅，阅读本书后我们将会发现，人类对宇宙的探索才刚刚开始！

没有不运动的物质，也没有无物质的运动，由于物质是在相互联系、相互作用中运动的，因此，必须在物质的相互关系中描述运动，而不可能孤立地描述运动。也就是说，运动必须有一个参考物，这个参考物就是参考系。

伽利略曾经指出，运动的船与静止的船上的运动不可区分，也就是说，当你在封闭的船舱里，与外界完全隔绝，那么即使你拥有最发达的头脑、最先进的仪器，也无从感知你的船是匀速运动还是静止的，更无从感知速度的大小，因为没有参考物。爱因斯坦将其引用，作为狭义相对论的第一个基本原理：狭义相对性原理。其内容是：惯性系之间完全等价，也就是说，一切物质都潜藏着质量乘以光速的平方的能量。一个静止的物体，其全部的能量都包含在静止的质量中。一旦运动，就要产生动能。由于质量和能量等价，运动中所具有的能量应加到质量上，也就是说，运动的物体的质量会增加。

当物体的运动速度远低于光速时，增加的质量微乎其微，如速度达到光速的十分之一时，质量只增加0.5%，但随着速度接近光速，其增加的质量就非常明显了。如速度达到光速的十分之九时，其质量增加了１倍多，这时，物体继续加速就需要更多的能量。当速度趋近光速时，质量随着速度的增加而直线上升，速度无限接近光速时，质量趋向于无限大，需要无限多的能量。迈克尔逊—莫雷实验彻底否定了光的以太学说，得出了光与参考系无关的结论。即无论你站在地上，还是站在飞奔的火车上，测得的光速都是一样的，这就是狭义相对论的第二个基本原理：光速不变原理。

由上述两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式、速度变换式等所有的狭义相对论内容。速度变换与传统的法则相矛盾，但它的正确性已经被粒子物理学的无数次实验证明是无可挑剔的，因为无论在哪个参考系，光速都是不变的。正因为光的这一独特性质，所以被选为四维时空的唯一标尺。

由于爱因斯坦提出的假说否定了伽利略变换，因此需要寻找一个满足相对论基本原理的变换式。爱因斯坦导出了这个变换式，因为这个变换式不过是爱因斯坦赋予了洛伦兹方程一些新的物理内容得到的，所以人们一般称它为洛伦兹变换式。

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