转动的黑洞称为克尔黑洞,它有内外两个视界

聚客2022-06-03  8

什么是克尔黑洞?一开始和很多网友一样,我也不知道。直到前几天偶然看到一篇几年前关于kerr黑洞的报道。它说,美国华盛顿大学的物理学家与法国学者合作,成功模拟了克尔黑洞的图像。今天,边肖将告诉你克尔黑洞的奥秘。

克尔黑洞的描述

因为所有的恒星都是旋转的,它们的形状不可能是严格的球形,所以不能用球对称理论来描述。1963年,新西兰物理学家罗伊·克尔得到了爱因斯坦引力场方程的解,该方程可以描述不带电的旋转恒星。这个理论对天文学的重要性不亚于发现一种新的基本粒子。因为他的名字,这类恒星坍缩形成的黑洞被称为克尔黑洞。换句话说,通俗点说就是克尔黑洞其实是一个旋转的不带电的黑洞。不知道网友是否认同克尔黑洞的说法。

匀速旋转的克尔黑洞,根据爱因斯坦的引力场方程,被还原为克尔黑洞的旋转恒星的引力场最终会达到一个平衡态,这个平衡态只取决于两个参数,即质量和角动量。后者代表恒星的旋转速度,类似于基本粒子的自旋。这种具有角动量的黑洞一直被称为自然界最完美的天体之一,克尔黑洞的相关守恒定律和理论假说在问世40年后依然神秘。

现在,模拟图显示,克尔黑洞起初是轴对称的,即绕对称轴旋转,实验粒子在短程线内运动的能量是守恒的;同时,它绕对称轴的角动量分量也是守恒的。此外,它允许测试粒子遵循第三守恒定律;在克尔黑洞中,所有的数学方程,包括一些支配引力波传播的方程,都可以分离变量,所以解释得很清楚。

推荐欣赏:

宇宙中最大的黑洞

关于黑洞的10个秘密

关于黑洞的六个宇宙中最高的

研究克尔黑洞

研究人员可以根据kerr黑洞环境中的广义相对论,使用图像分析来描述小质量黑洞围绕大质量黑洞的旋转。同时,虽然图像的建立来自于理论模型,但研究人员还是希望可视化的结果也能对引力波天文学中的理论起到修正或补充的作用。克尔黑洞是一种轴对称黑洞,不随时间变化,绕轴旋转。这种黑洞的中心是一个有内外视界的奇环。内视界是黑洞奇点的边界,外视界是不可逃避的边界。这意味着一旦你落入外层视界,你不会立刻被黑洞的奇点毁灭,但此时你必然会落入内层视界。

这两个界面仅在极点相切。除了这两个视界之外,在克尔黑洞的最外边缘还有一个边界叫做静态边界(简称静态边界)或无限红移面。静态边界产生了Ucker黑洞的参照系拖动效应,即当kerr黑洞旋转时,它拖动周围的小时空一起旋转。可以理解为空在静态边界 旋转速度 等于光速,也就是说静态世界里的飞船无论如何都不可能保持相对静止。静界并不是克尔黑洞的真正边界,因为进入静界后你仍然可以逃脱。视界与视界之间的夹层称为能量层。克尔黑洞可能与白洞相连,所以进入克尔黑洞的物体只要不撞上奇环,就可能从白洞出来。

如前所述,克尔黑洞是爱因斯坦场方程预言的一种具有角动量的黑洞,是两种旋转黑洞之一。与静态的史瓦西黑洞相比,克尔黑洞更接近实际的物理黑洞,因为大部分恒星都有一定的旋转角动量,当坍缩成黑洞时,仍然保留了部分角动量。在克尔黑洞的最外层,旋转会对周围的时间空(Florence mdash; mdash阶梯效应),有一个静态接口来判断一个对象在时间上是否可以静态空。静态界面外的物体在被推进器等设备拖动时,可以相对于空漩涡中远处的观测者保持静止,而在静态界面中,可以断定物体会被黑洞的强大引力拖动,开始旋转。

克尔黑洞之谜

在这个界面内部,有一个和史瓦西黑洞一样的事件视界,但它比史瓦西事件视界更复杂,因为在这里,事件视界分为两部分:内部事件视界和外部事件视界。外视界是物体与外界的界面,内视界是奇点与外界的界面。也就是说,进入外视界的物体,必然会被吸进奇点,然后毁灭,但在到达内视界之前,仍然可以享受一个相对的周期 和平 天,而一旦进入内视界,那么任何物体都会在内视界奇点的奇异性面前屈服,在到达奇点之前就被摧毁。能量层里有黑洞的转动能量。

理论上可以在静止界面外建立一个空站,然后通过抛物线投影提取kerr黑洞的转动能量,可以获得几乎无穷无尽的能量。此外,在能量层,时间空会被黑洞旋转产生的阻力撕裂,产生穿越时间空的虫洞。在内视界内部,与史瓦西黑洞一样,有一个奇异性质汇聚的地方,但与史瓦西黑洞不同的是,它是一个独特的奇异环,一个充满量子效应奇异性质的表面,静静地躺在黑洞的赤道面上。

kerr黑洞的能量组成有两部分:对应于质量的吸引能和对应于转动的转动能。我们能提取的是转动能。提取方法:将一艘飞船送入能量层,然后在黑洞旋转方向的反方向投下一个重物,然后迅速离开。这个过程会减少黑洞旋转的角动量,减少的部分会转移到飞船上。此外,旋转量也会减少,这部分能量也会转移到飞船上,飞船会从黑洞中提取能量。

转载请注明原文地址:http://juke.outofmemory.cn/read/255733.html
最新回复(0)