宇宙里的黑洞,是不是一种带电的、旋转的洞?

如题所述

从爱因斯坦预言黑洞,到20世纪60年代美国登月前发现15倍太阳质量的天鹅座黑洞,到2019年拍到室女座M87黑洞的照片,人类对黑洞的认识越来越多,但是未知却似乎并没有减少。黑洞成了一个既熟悉又陌生的话题,它在科幻作品里是隐形的、贪婪的怪兽,而科学家喜欢用各种“模型”来描述它。


最简单的黑洞模型是一个不旋转也不带电的洞。1916年,德国物理学家史瓦西通过推导公式,建立了这种史瓦西黑洞模型。在史瓦西黑洞模型的中心,时空无限弯曲,密度无限大;黑洞内外有别,内外之间的界限被称为事件视界(event horizon);物质和光只能从视界之外进入视界之内,这个过程是不可逆转的。正是因为光无法逃离,所以人们普遍比较接受“黑洞”这个名字来形容宇宙中这种奇异的天体。

史瓦西黑洞的半径等于2GM/c^2,公式里的G是万有引力常数,c 是光速,M是黑洞的质量,从公式可以看出,黑洞的大小主要取决于质量。假设一个史瓦西黑洞跟太阳一样重,那么它的半径就是3公里,花一个起步费就可以从黑洞的边缘穿到中心。还可以这样理解,假如有办法把太阳压缩到半径只有3公里,那么太阳也能变成一个黑洞。


现代科学比较接受“黑洞无毛定理”,它比史瓦西模型更复杂一些,认为描述黑洞需要三个参数:质量、电荷和角动量。这种模型描述的黑洞是会旋转而且带电的。

这些模型都是基于理论推演出来的,我们可以从黑洞的起源探讨一下为什么黑洞应该是旋转的。黑洞来自大质量的恒星在生命周期结束之后,引力坍缩留下的残渣——恒星核。恒星在坍缩前普遍都在旋转,尽管在生命周期结束时会抛出一些物质,损失一些角动量,但是很难把角动量完全损失得刚刚好一点不剩,所以恒星核很可能是旋转的,这些残余的角动量也会留给黑洞。


那么黑洞带电吗?我们可以从引力与电磁力博弈的角度来讨论这个问题。引力与电磁力都与距离的平方成反比,假如黑洞是带电的,那么容纳的带电粒子也必定是有限的,否则带电的粒子就会在库伦排斥力的帮助下逃出黑洞,而黑洞也就不成之为黑洞了。

综上所述,实际的黑洞最大的可能应该是转动的、不带电的。

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第1个回答  2020-11-08
对于黑洞的了解,人类一直处于一种未知的状态,科学家也没有彻底地研究出黑洞的真实情况,我们所能看到的就是那一个黑黑的、能吞噬一切的星体,也无从得知是否是一种带电、旋转的洞。
第2个回答  2020-11-05
不是的,黑洞在科学的解释就是一个密度非常大的星体,它是由恒星陨落坍塌形成的,我觉得宇宙真的很神秘。
第3个回答  2020-10-14
不是。因为宇宙里的黑洞是一个密度非常大的球体,所以不是一种带电的、旋转的洞。