我们介绍新颖的绝超质量黑洞物理概念的起源，描述球对称自引力作用下的广义多方动力塌缩的流体力学理论框架，解释宇宙内特别是早期宇宙中盘吸积形成黑洞的难题。我们于2013年公开发表了百亿到万亿以上太阳质量的绝超质量黑洞可能在宇宙中包括早期宇宙间形成的理论预言。近来在高红移超亮类星体中发现的一百二十亿太阳质量黑洞位于理论所预言的绝超质量黑洞质量低端。现有的和正在研发的大型望远镜设备有能力继续探测到更高红移处的同等甚至更超亮类星体中的绝超质量黑洞。我们进而引入暗物质黑洞以及磁化物质和暗物质混合塌缩形成黑洞的全新物理概念。黑洞动力塌缩过程中的湍动，还可以在宇宙间引发引力波暴、超高能宇宙射线粒子暴、电磁波暴（包括伽马暴及至射电暴）等。报告中穿插名人趣事，越到后来越精彩。

Abstract:  We introduce the original physical concept of HyperMassive Black Holes (HMBHs), describe the theoretical framework of self-gravitating hydrodynamics for general polytropic dynamic collapses, and explain the difficulty of forming black holes via disk accretions in the Universe especially in the early Universe. In 2013, we published the theoretical prediction that HMBHs in the range of 10-1000 billion solar masses or even higher may form in the Universe including the early Universe. The recently discovered 1.2 billion solar mass black hole in the ultraluminous quasar at high redshift falls around the lower end of the theoretically predicted mass range for HMBHs. We further discuss new physical concepts of Dark Matter Black Holes (DMBHs) and Mixed Matter Black Holes (MMBHs) consisting of magnetized normal matters and dark matters. Turbulence during dynamic collapses of forming black holes may lead to bursts of gravitational waves, ultra-high energy cosmic rays, and electromagnetic waves (gamma-ray bursts to radio bursts) etc. Fascinating anecdotes flow through the lecture.

References:

(1) Lian & Lou, 2014, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 438, Issue 2, p.1242-1255, Relativistic self-similar dynamic collapses of black holes in general polytropic spherical clouds (Advance access publication December 20, 2013).

(2) Lou & Lian, 2012, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 420, Issue 3, pp. 2147-2161, Three-dimensional hydrodynamic instabilities in stellar core collapses.

个人简介: 

楼宇庆是李政道先生发起的1980年第一届中美物理联合考试选拔计划竞胜者，美国哈佛大学物理博士，教育部长江学者，清华大学物理系和清华大学天体物理中心教授，战略规划和咨询委员会成员。他是清华《百人计划》理论天体物理项目主持人，国家基金委海外杰出青年学者，分别主持美国和中国自然科学基金会多个研究项目。楼宇庆教授从事流体和磁流体天体物理、太阳物理和空间物理研究三十多年，建树甚丰，在国际主流天体物理和地球物理杂志上发表一百四十篇文章，包括《自然》一篇和《科学》两篇，发展磁流体密度波理论及其在涡旋星系动力学的应用，强调银河系宇宙射线性质对涡旋星系动力学的意义，指出日冕和恒星冕中可有重力波模式振荡，建立自相似（磁）流体力学在行星、褐矮星、恒星、超新星及宇宙间各类系统中黑洞形成的广泛应用。带领清华学生用80厘米TNT光学望远镜在国际上率先发现三颗超新星（大陆高校首次）。首次理论预言早期宇宙的绝超质量黑洞并为观测证实。理论预言小分子云核中褐矮星和气体行星孤立形成的普遍可能性。首次理论预言木星内辐射带时变现象并用乌鲁木齐南山射电望远镜观测初步证实。培养训练多位国内外优秀人才。