黑洞是广义相对论所预言的一种致密星体,一般来说它是某些大质量恒星的归宿;也可以是极早期宇宙中,由于局域密度扰动产生。但是所有黑洞并不都是一样的,它们的形态各异,变化万千,克尔黑洞就是其中的一种。
根据黑洞的“无毛定理”,黑洞的性质由质量、电荷、角动量来决定(这听起来更像是“三毛定理”)。也就是说,对黑洞的分类至少可以从质量多少、携带电荷与否以及角动量大小来进行分类。所谓的“普通黑洞”,也就是最简单的、也就是最早得到精确解的史瓦西黑洞。它是一个不带电的中性黑洞,同时也不旋转——因此也没有角动量。这就是说,史瓦西黑洞只有质量这一根“毛”。克尔黑洞则是在史瓦西黑洞的基础上多了另一根毛——角动量,这是因为克尔黑洞描述的是旋转不带电黑洞。别小看克尔黑洞只是比史瓦西黑洞多了一根毛,这物理性质却有了大大的不同。
首先是史瓦西黑洞只有一个视界,但是克尔黑洞有两个,分别称为外视界和内视界。所谓视界,简单来说就是度规有坐标奇异性的地方,看起来好像是一个“边界”一样。克尔黑洞不仅如此,在外视界之外还有“静界”。在静界之内,即使还未到黑洞内部(外视界之内),也必须被黑洞引力场所拖拽而不能保持静止。我们知道黑洞是一只贪婪的老虎,妄想吃掉一切;我们也知道黑洞是一只一毛不拔的铁公鸡,很难从中提取能量。因此要进入一个黑洞再出来是不可能的,但是在克尔黑洞的外视界之外到静界的这段时空,我们称为“能层”,从理论上来说是允许自由出入的!这就为我们提供了一种提取黑洞能量的过程,也就是著名的彭罗斯过程——通过这一物理过程,我们人类可以“勒索”黑洞,让它为我们人类提供能源。而不存在能层的史瓦西黑洞,则没有这样的好处。
另外,宇宙中的黑洞大部分都是克尔黑洞。这是由于不转动的黑洞极少,而带电荷的黑洞容易通过辐射电磁波将电荷释放,因此普通的黑洞大部分是克尔黑洞。
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