天體 : 物理學類 > 剋爾黑洞



目錄 ·No. 1 ·No. 2 ·更多結果... No. 1 　　所有恆星都在自轉，因而就不是嚴格球形的，而是在兩極處稍稍變幹，於是一顆真 　　實恆星的引力坍縮就不能由球對稱的史瓦西解來精確地描述。實際上，恆星周圍時空的 　　幾何將由於引力波的産生而變得相當復雜。 　　為什麽引力波會擾亂幾何呢？道理很簡單：所有運動物質（例如一顆轉動恆星）的 　　引力場都隨時間變化。因此，由引力造成的時空彎麯在每個時刻都會變化， 　　以反映新的物質構造。這種再調節像一種“皺紋”，以光速在背景幾何中傳播。 　　球對稱性最差的坍縮恆星發出最多的引力波。一旦視界形成，恆星坍縮成了黑洞， 　　則情況立即簡化。在視界形成的瞬間，其形狀可能仍不規則，並表現出劇烈的振動，但 　　在不到1秒鐘之內引力波會抹去所有的不規則性。於是視界停止振動並成為單一的平滑 　　的形狀，即一個兩極因離心力而變扁平的橢球面。 　　這就是為什麽一顆規縮成黑洞的轉動恆星的引力場會最終達到一個平衡狀態，這個 　　狀態衹依賴於兩個參量，即質量和角動量，後者表徵恆星的轉動，類似於基本粒子的自 　　旋。 　　愛因斯坦方程有一個衹依賴於這兩個參量的精確解。這個解由新西蘭物理學家羅伊 　　·剋爾（roykerr）於1962年得到，描述的是轉動黑洞的引力場。這個理論發現有着重 　　要的天文學意義，其價值不亞於一種新基本粒子的發現。科學總是這樣，理論與實驗相 　　互促進發展。 　　要註意的是，史瓦西幾何描述的是一個球形物體的引力場，不論該物體是否處於靜 　　止；而剋爾幾何描述的衹是一個最後的平衡態，它衹適用於視界已經形成和所有的畸形 　　都已被引力波掃除之後，而不能用於轉動恆星的實際坍縮過程。 　　結構 　　剋爾黑洞不隨時間的變化的轉動軸的對稱黑洞.這類黑洞中心是一個奇環,友內,外兩個視界. 　　兩個世界之間是單嚮膜區.洞外還帶友能層.剋爾黑洞的真正視界是外世界.進入能層而未進入 　　外視界的物體還有可能逃離.但進入外視界的物體,將在單嚮膜區不可逆轉的下落,直至穿過 　　內視界.剋黑洞可能與白洞連接,因此,進入剋爾黑洞的物體衹要不撞在奇環上有可能從白洞出來. No. 2 　　科學家模擬出剋爾黑洞圖像所有恆星都在自轉，因而就不是嚴格球形的，而是在兩極處稍稍變幹，於是一顆真 　　實恆星的引力坍縮就不能由球對稱的史瓦西解來精確地描述。實際上，恆星周圍時空的 　　幾何將由於引力波的産生而變得相當復雜。 　　為什麽引力波會擾亂幾何呢？道理很簡單：所有運動物質（例如一顆轉動恆星）的 　　引力場都隨時間變化。因此，由引力造成的時空彎麯在每個時刻都會變化， 　　以反映新的物質構造。這種再調節像一種“皺紋”，以光速在背景幾何中傳播。 　　球對稱性最差的坍縮恆星發出最多的引力波。一旦視界形成，恆星坍縮成了黑洞， 　　則情況立即簡化。在視界形成的瞬間，其形狀可能仍不規則，並表現出劇烈的振動，但 　　在不到1秒鐘之內引力波會抹去所有的不規則性。於是視界停止振動並成為單一的平滑 　　的形狀，即一個兩極因離心力而變扁平的橢球面。 　　這就是為什麽一顆規縮成黑洞的轉動恆星的引力場會最終達到一個平衡狀態，這個 　　狀態衹依賴於兩個參量，即質量和角動量，後者表徵恆星的轉動，類似於基本粒子的自 　　旋。 　　愛因斯坦方程有一個衹依賴於這兩個參量的精確解。這個解由新西蘭物理學家羅伊 　　·剋爾（RoyKerr）於1962年得到，描述的是轉動黑洞的引力場。這個理論發現有着重 　　要的天文學意義，其價值不亞於一種新基本粒子的發現。科學總是這樣，理論與實驗相 　　互促進發展。 　　要註意的是，史瓦西幾何描述的是一個球形物體的引力場，不論該物體是否處於靜 　　止；而剋爾幾何描述的衹是一個最後的平衡態，它衹適用於視界已經形成和所有的畸形 　　都已被引力波掃除之後，而不能用於轉動恆星的實際坍縮過程。 　　結構 　　剋爾黑洞不隨時間的變化的轉動軸的對稱黑洞.這類黑洞中心是一個奇環,有內,外兩個世界， 　　兩個世界之間是單嚮膜區.洞外還帶有能層.剋爾黑洞的真正視界是外世界.進入能層而未進入 　　外視界的物體還有可能逃離.但進入外視界的物體,將在單嚮膜區不可逆轉的下落,直至穿過 　　內視界.剋黑洞可能與白洞連接,因此,進入剋爾黑洞的物體衹要不撞在奇環上有可能從白洞出來. 　　另外它還有一個重要性質：我們可以從中提取能量。這聽起來有些不可思議，因為我們都認為黑洞是一毛不拔的吝嗇鬼。 　　這裏的奧秘在於剋爾黑洞有能層，意思就是能夠從中提取能量的一層。剋爾黑洞的能量組成有倆部分： 　　質量對應的引力能和轉動對應的轉動能。我們所能提取的是轉動能。 　　方法是：派飛船進入能層，然後朝黑洞轉動方向的反方向扔下一個重物，然後快速離去。這個過程會使黑洞轉動的角動量降低， 　　減少的部分轉移到飛船上，另外，轉動量也降低，這部分能量也轉移到了飛船上，這就從黑洞中提取了能量。不過，黑洞也不吃虧， 　　它雖然失去了轉動能，但是得到了一大塊物質。黑洞並不在乎轉動能，它在乎的是視界的面積。黑洞進行的任何活動都保持視界面積衹增加不減少， 　　上述過程能夠使視界面積增加，所以能夠進行。