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克尔黑洞与史瓦西黑洞的区别?

克尔黑洞与史瓦西黑洞的区别?

非常感谢“科学探索菌”的信任和邀请。

每一个对于物理学有兴趣的人都会对黑洞有着强烈的好奇之心,因为它包含着我们当下科学领域里丞待解决的巨大秘密。老郭不才,作为一个物理学的爱好者,跟众多同样爱好物理学的小伙伴们一样,对于黑洞充满着好奇和期望。以下仅以我微末的理解,跟大家分享我的心得。

关于题主的话题,我们主要讨论的是物理黑洞,这也是目前我们人类科学家有能力触摸到的黑洞类型。还是放上一张人类首张黑洞照片吧,不弄张黑洞照片总感觉逼格不够高的样子。

所谓的物理黑洞就是那些由一颗或者多颗天体塌缩形成,具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量大于等于一个星系的质量时,它的引力半径会非常小,甚至有可能塌缩到一个奇点,我们称这种黑洞为奇点黑洞。

物理黑洞的分类

我们可以根据黑洞的物理性质(质量、角动量、电荷,黑洞的三根毛)来将黑洞分为四个类别:

一、史瓦西黑洞,这种时空结构的黑洞是于1916年史瓦西求出的、不旋转、不带电荷的黑洞;

二、R-N黑洞,这种时空结构的黑洞是于1916年至1918年赖斯纳和纳自敦纳求出的、不旋转、带电荷黑洞;

三、克尔黑洞,这种时空结构的黑洞是于1963年克尔求出的、旋转、不带电荷黑洞;

四、克尔-纽曼黑洞,这种时空结构的黑洞于1965年由纽曼求出,旋转、带电荷的黑洞,也称为一般黑洞。

对于史瓦西黑洞,我想各位小伙伴都是很熟悉的了,引力超大的时空对称结构,这个没什么好说的,r=rs视界面和无限红移面重合。

这里重点给各位小伙伴说一下一般黑洞,也就是克尔-纽曼黑洞。这种时空结构的黑洞事件视界和无限红移面会分开,而且事件视界会分为两个:外世界r+和内视界r-。同时,它的无限红移面也会分类为两个:rs+和rs-。在外视界和无限红移面之间的区域叫做能层,有能量储存在哪里。越过外无限红移面的物体仍有可能逃离黑洞,因为这个能层区域不是单向膜区。·

上面老郭扔出来两个公式,这个两个公式是克尔-纽曼黑洞的无限红移面和视界面的半径公式,这是搬运来的公式,并不是老郭解出来的,老郭没这个本事。之所以拿出来,是方便小伙伴们理解克尔-纽曼黑洞的一些性质。

在这两个公式中,M为黑洞的总质量;J为黑洞的总角动量;Q为黑洞的总电荷。a=J/M 为单位质量的角动量。在单向膜区内,r为时间,t是空间。穿过外视界进入单向膜区的物体,只能向前,穿过内视界进入到黑洞内部。内视界以内的区域不是单向膜区,会存在着一个奇环,这里是时间的终点。物体可以在内视界内自由运动,由于奇环产生斥力,物体不会撞上奇环。

在奇环附近会产生一个非常奇妙的现象,那里有一个时空区域,存在着闭合类时线,沿着这种时空曲线运动的物体可以不断地回到自己的过去。

关于史瓦西黑洞和克尔黑洞的异同就介绍到这里,希望能够帮助各位小伙伴对不同类型的黑洞能有个大概的了解。谢谢诸君的阅读,欢迎您的关注。

简单两句,史瓦西边吃边吐,克尔在能层置换能量

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