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第1067章 山海世界(261)(2/2)

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对于质量为M的黑洞,电荷量和角动量都有其上限。彭罗斯猜测,自然界有一个隐藏的法则,使得物体引力坍缩产生的起点只能存在于视界之内,不会产生裸奇点。

黑洞根据其质量分为超大质量黑洞( ~ 倍太阳质量,半径约0.001~1000倍日地距离)、中等质量黑洞( ~ 倍太阳质量,半径约1000千米)、恒星级黑洞(3~100倍太阳质量,半径约为30千米)、微型黑洞(小于月球质量,半径小于0.1毫米)。黑洞的大小一般定义为它的事件视界半径,对史瓦西黑洞(不带电不自转黑洞)等于其史瓦西半径,与质量成正比。

事件视界是黑洞最重要的特征之一,它是黑洞在时空上的分界面,光和物质只能从外侧进入视界内而无法逃出来。这一名称来源于,一旦事件发生在视界内部,事件的信息永远也无法被外部的观测者获取,所以无法判断事件有没有发生。

广义相对论预言,黑洞中心存在一个物理的引力奇点,那里的时空曲率趋于无穷。对于非旋转黑洞,这个区域是一个点的形状;对于旋转黑洞,它是在均匀分布在一个圆上的环奇点。在这两种情况,奇点区域的体积都为零。这表明奇点区域包含稳定黑洞的所有质量。因此,奇点区域的质量可以被认为具有无限的密度。

进入史瓦西黑洞(即不旋转且不带电荷的黑洞)的观测者一旦穿过事件视界,就无可避免地被带入奇点。他们可以将这一过程延长,借由加速离开延缓他们的下降,但不可阻止或逆转。当他们到达奇点时,他们被压至无限的密度,其质量被加至黑洞的总质量中。在此之前,他们将被不断增强的潮汐力拉长而撕裂,这通常称为面条化或面条效应。

无限红移面是指,对于远处非旋转系(Locally Nonrotatg Fras,简称LNRF)的观测者,该面上的光子永远也不能到达观测者处,或者说到达时的红移为无穷大。对于史瓦西黑洞,视界与无限红移面重合,只有对于有自旋黑洞两者才会分开。只有在该面以外,粒子才有可能在外力作用下保持静止。无限红移面与视界之间的区域成为能层。

对于牛顿的万有引力定律,粒子可以在任意的距离稳定地绕着中心天体作圆周运动。但在广义相对论下,存在一个最小的稳定圆形轨道(I Stable Circur Orbit,简称ISCO),任意小的内向扰动都会使轨道上的物体沿螺旋线坠入黑洞,任意外向扰动(根据扰动的能量大小)可能使物体旋入黑洞,在更远处做稳定绕转,或者逃逸到无穷远处。

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