带有自转角动量J和电荷Q的克尔-纽曼度规是克尔度规的一个小小扩展。
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这个表达式显然不具备球对称性。
不过,我们也不能粗暴地说这就是冒险者眼中“看”到的黑洞,因为牵扯到光线传播路线问题,会使问题更复杂。我们只能让冒险者闭上眼睛,躲过光线的欺骗,用手去触达实际空间位置。由于黑洞处的时空严重扭曲,冒险者会发现,最初远处观者交给他的一个球形3维指示图,在黑洞里会变成扁南瓜的样子。
问题总比答案多
黑洞有关的研究课题实在太多太多了,除了颇受关注的黑洞热力学和信息悖论之外,仅时空几何本身的许多性质,至今都是活跃的研究前沿。比如奇点对时空因果结构的破坏,就使许多研究者非常不安:既然无法从理论上消灭它,就非常希望它永远藏在事件视界之内,不要暴露在我们可触及的时空之中。
然而前面在计算rH的时候可以看出,如果rQ或者a足够大,也就是电荷或角动量足够大,那么从数学上确实有可能出现rH无解的情况,对应着不存在事件视界的时空结构。倘若如此,奇点就会裸露在我们面前,这是物理学家们内心非常抗拒的场景。为此彭罗斯提出了“宇宙监督假说”(Cosmic censorship hypothesis),认为宇宙一定有某种机制来防止裸奇点的出现。至于这种机制到底是什么,至今也没有特别有力的理论机制。
另外,自从知道黑洞是个超高能量转换器之后,其自身结构的稳定性,也成了物理学家们担忧的问题。就像生产火药的车间更容易发生爆炸一样,一个进入黑洞的粒子也许会因为偶发的衰变而获得巨大的能量,这些能量也许会使粒子自己原地变身成一个小黑洞。如果真有这种过程出现,这个小黑洞也许就会对大黑洞的时空结构造成不可逆转的破坏,甚至恩施交友吧导致大黑洞整体结构的彻底崩溃。
对克尔黑洞自身结构稳定性的研究是个非常艰深的课题,自1963年至今近60年时间里进展一直比较缓慢。2022年5月,哥伦比亚大学和普林斯顿大学的几位研究者在一篇长达912页的论文中,终于从数学上给出了a<
尽管与黑洞相关的课题都是如此难啃的硬骨头,但同时这些问题也都关乎我们这个宇宙最基本的规律和法则。对这些问题的深入研究,即使无法立刻得到明确答案,也会成为“下金蛋的母鸡”,我们会创造更丰富的工具并不断刷新我们的认知。
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