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三種解散黑洞事件視界的方法以及兩種保護機制

發布時間:2025-10-27閱讀(1)

根據所謂的無毛定理,黑洞只能具有三個屬性:質量、電荷和角動量。質量是黑洞形成的原因,所以最簡單的黑洞只有這個屬性。史瓦西黑洞就是最簡單的黑洞,由于沒有什么可以對抗空間的向內流動,所以事件視界是不可避免的。

事實上,帶電黑洞還有另一種方法形成裸奇點。黑洞通過霍金輻射將其質量泄漏出去,這意味著一個帶電黑洞會在保持電荷的同時,慢慢縮小其外部視界。當外部視界縮小與內部視界相遇時,它們會消失留下一個裸奇點。旋轉黑洞不會發生這樣的事,因為霍金輻射會同時減少其角動量和質量。

保護機制

旋轉的黑洞從它們吞下的東西中獲得角動量。物質通常不會直接落入黑洞,它會隨著軌道的衰減而螺旋進入,正是這個軌道角動量被反饋到黑洞。但是,為了讓圍繞黑洞運行的物體落入其中,它實際上必須失去一些角動量,否則它將永遠保持軌道運行。例如,如果黑洞周圍有一個氣體盤,那么氣體只會向內盤旋,因為角動量是通過摩擦向外移動的。當氣體到達黑洞時,它已經失去了開始時的大部分角動量。

黑洞旋轉得越快,氣體必須失去更多的角動量才能落入其中。那是因為周圍空間被旋轉的黑洞所拖動,相當于給氣體賦予了更多繞軌運行的角動量。在極端情況下,一個旋轉速度快到將要失去視界的黑洞,它周圍的氣體可以完全靠空間拖拽繞軌運行,而不需要自己擁有角動量。因此,該極端黑洞就無法再從吸積中獲得角動量,也就無法增加旋轉速度來突破極限形成裸奇環。

對于帶電黑洞,情況要簡單得多,我們實際上并不期望任何真正的天體黑洞會保留電荷。任何物質附近的帶電黑洞都會排斥同種電荷并吸引和吞噬異種電荷,這會導致黑洞所帶電荷被迅速中和。就算我們有一種方法可以把同種電荷投入帶電黑洞中,電荷增加的同時質量也會增加。并且根據質能方程,電場的能量也會產生有效質量來防止內視界的擴大趕上外視界,從而阻止裸奇點的產生。

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