黑洞究竟是一个球体还是一个漩涡？
2024-11-19 阅读 22
更新于 2024年11月22日
不旋转的黑洞是球体；旋转的黑洞常用漩涡作为类比
以下介绍的黑洞都是指的是永恒存在的孤立黑洞，理论中的理想黑洞，但是有些可以对现实中的黑洞作一个很好的近似：
〇、概念的简单介绍根据黑洞“无毛定理”，或者叫“三毛定理”，渐近平直的(3+1维)宇宙中，永恒存在的孤立黑洞只用三个参数即可完整描述：表观质量M，电荷Q，自转角动量J
史瓦西黑洞=既不带电也不旋转的黑洞
莱斯纳-诺德斯特诺姆黑洞（R-N黑洞）=带电不旋转黑洞
克尔黑洞（Kerr黑洞）=旋转不带电黑洞（Q=0）
克尔-纽曼黑洞（Kerr-Newman黑洞，K-N黑洞）=旋转带电黑洞
一、黑洞的重要参数、几何单位制的科普前面那些说黑洞自转无法被定义的，打脸来了
根据黑洞“无毛定理”，或者叫“三毛定理”，渐近平直的(3+1维)宇宙中，永恒存在的孤立黑洞只用三个参数即可完整描述：表观质量M，电荷Q，自转角动量J；三个参数都能几何化
因为广义相对论是个时空几何理论，把各种参数几何化是非常有必要的：
r_M=\frac{GM}{c^2}r_M=\frac{GM}{c^2} ；注意史瓦西半径 r_s=2r_M=\frac{2GM}{c^2}r_s=2r_M=\frac{2GM}{c^2}
r_Q=\sqrt{\frac{G}{k_Q}}\frac{Q}{c^2}r_Q=\sqrt{\frac{G}{k_Q}}\frac{Q}{c^2} ，其中 k_Q=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}k_Q=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0} ，为库仑力常数
量纲为长度的比(自旋)角动量 a=\frac{J}{Mc}a=\frac{J}{Mc}
注意这三个量的量纲都是长度的量纲
