想必现在有很多小伙伴对于克尔黑洞与史瓦西黑洞的区别方面的知识都比较想要了解,那么今天小好小编就为大家收集了一些关于克尔黑洞与史瓦西黑洞的区别方面的知识分享给大家,希望大家会喜欢哦。
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。
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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。
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。
本文到此结束,希望对大家有所帮助。