首页 > 时间简史 > 第14章 黑洞(2)

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1963年,新西兰人罗伊・克尔找到了广义相对论方程的描述扭转黑洞的一族解。这些“克尔”黑洞以恒常速率扭转,其大小与形状只依靠于它们的质量和扭转的速率。

1970年,我在剑桥的一名同事和研讨生同窗布兰登・卡特为证明此猜想跨出了第一步。他指出,假定一个稳态的扭转黑洞,正如一个自旋的陀螺那样,有一个对称轴,则它的大小和形状,只由它的质量和扭转速率决定。然后我在1971年证了然,任何稳态的扭转黑洞确切有如许的一个对称轴。最后在1973年,在伦敦国王学院任教的大卫・罗宾逊操纵卡特和我的成果证了然这猜想是对的:如许的黑洞确切必须是克尔解。如许,在引力坍缩以后,一个黑洞必须终究演变成一种能够扭转,但是不能搏动的态。别的,它的大小和形状,只决定于它的质量和扭转速率,而与坍缩构成黑洞的本来物体的性子无关。此成果因以下一句格言而众所周知:“黑洞没有毛。”“无毛”定理具有庞大的实际首要性,因为它极大地限定了黑洞的能够范例。是以,人们能够制造能够包含黑洞的工具的详细模型,再将此模型的预言和观察比拟较。因为在黑洞构成以后,我们所能测量的只是有关坍缩物体的质量和扭转速率,以是“无毛”定理还意味着,有关这物体的非常大量的信息,在黑洞构成时丧失了。下一章我们将会了解这个意义。

伊斯雷尔的成果只措置了由非扭转物体构成的黑洞。

在地球和太阳的景象下,能量丧失率非常小――约莫只能扑灭一个小电热器。这意味着要用约莫1000亿亿亿年地球才会撞到太阳上,没有需求当即为之担忧!地球轨道窜改极其迟缓,底子观察不到。但几年之前,在称为PSR1913+16(PSR表示“脉冲星”,一种特别的发射出射电波法则脉冲的中子星)的体系中观察到这同一效应。

如果扭转为零,黑洞就是完美的球形,这解就和施瓦兹席尔德解一样。如果扭转不为零,黑洞在赤道四周就会鼓出去(正如地球或太阳因为扭转而鼓出去一样),而扭转得越快则鼓得越短长。由此人们猜想,如将伊斯雷尔的成果推行到包含扭转物体的景象,则任何扭转物体坍缩构成黑洞后,将最后闭幕于由克尔解描述的一个稳态。

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