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克尔黑洞是怎么形成的

2020-01-17 14:31 来源:搜狐娱乐 点击:

克尔黑洞,是不随时间变化的绕轴转动的轴对称黑洞,那么克尔黑洞是怎么形成的呢?接下来就跟着学习啦小编一起去看看吧。

克尔黑洞的介绍:

克尔黑洞,是不随时间变化的绕轴转动的轴对称黑洞。这类黑洞的中心是一个奇环,有内、外两个世界,两个世界之间是单向膜区,洞外还带有能层。克尔黑洞的真正视界是外世界,进入能层而未进入外视界的物体还有可能逃离,但进入外视界的物体,将在单向膜区不可逆转的下落,直至穿过内视界。克尔黑洞可能与白洞连接,因此,进入克尔黑洞的物体只要不撞在奇环上有可能从白洞出来.。

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克尔黑洞的形成:

所有恒星都在自转,因而就不是严格球形的,而是在两极处稍稍变化,于是一颗真实恒星的引力坍缩就不能由球对称的史瓦西解来精确地描述。实际上,恒星周围时空的几何将由于引力波的产生而变得相当复杂。

为什么引力波会扰乱几何呢?道理很简单:所有运动物质(例如一颗转动恒星)的引力场都随时间变化。因此,由引力造成的时空弯曲在每个时刻都会变化,以反映新的物质构造。这种再调节像一种“皱纹”,以光速在背景几何中传播。

球对称性最差的坍缩恒星发出最多的引力波。一旦视界形成,恒星坍缩成了黑洞,情况则立即简化。在视界形成的瞬间,其形状可能仍不规则,并表现出剧烈的振动,但在不到1秒钟之内引力波会抹去所有的不规则性。于是视界停止振动并成为单一的平滑的形状,即一个两极因离心力而变扁平的椭球面。

这就是为什么一颗规缩成黑洞的转动恒星的引力场会最终达到一个平衡状态,这个状态只依赖于两个参量,即质量和角动量,后者表征恒星的转动,类似于基本粒子的自旋。

克尔黑洞的性质:

另外它还有一个重要性质:我们可以从中提取能量。这听起来有些不可思议,因为我们都认为黑洞是一毛不拔的吝啬鬼。

这里的奥秘在于克尔黑洞有能层,意思就是能够从中提取能量的一层。克尔黑洞的能量组成有俩部分:质量对应的引力能和转动对应的转动能。我们所能提取的是转动能。

提取方法

方法是:派飞船进入能层,然后朝黑洞转动方向的反方向扔下一个重物,然后快速离去。这个过程会使黑洞转动的角动量降低,减少的部分转移到飞船上,另外,转动量也降低,这部分能量也转移到了飞船上,这就从黑洞中提取了能量。不过,黑洞也不吃亏,它虽然失去了转动能,但是得到了一大块物质。黑洞并不在乎转动能,它在乎的是视界的面积。黑洞进行的任何活动都保持视界面积只增加不减少,上述过程能够使视界面积增加,所以能够进行。

克尔黑洞的科学理论:

爱因斯坦方程有一个只依赖于这两个参量的精确解。这个解由新西兰物理学家罗伊·克尔(RoyKerr)于1962年得到,描述的是转动黑洞的引力场。这个理论发现有着重要的天文学意义,其价值不亚于一种新基本粒子的发现。科学总是这样,理论与实验相互促进发展。