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黑洞无毛定理,只有质量角动量电荷三根毛

黑洞无毛定理简单点来说,黑洞只有质量、角动量和电荷三种,其他的其它毛发全部消失了。黑洞无毛定理目前还只是一个猜想,黑洞是个很特殊的天体,里面有什么我们都不知道,视界所看不到的东西。

一、黑洞无毛定理

黑洞无毛定理是黑洞简单性的叙述。即当物体坍缩成黑洞后,只留下质量、角动量和电荷三种不能转变成电磁辐射的守衡物理量,它们唯一地确定了黑洞的性质。其它信息(“毛发”)全部消失了。

黑洞无毛定理对于物理学家来说,一个黑洞或一块方糖都是极为复杂的物体,因为对它们的完整描述,即包括它们的原子和原子核结构在内的描述,需要有亿万个参量。

人们早已知道,黑洞外部观测者会失去形成黑洞以及后来落入黑洞的物质的几乎全部信息,这就是“无毛定理”。所谓“毛”是指“信息”。黑洞只剩下总质量、总电荷和总角动量3根“毛”可以被外界探知。人们最初认为,虽然外部观测者不能探知黑洞内部物质的信息,但这些信息并没有从宇宙中消失,只不过隐藏在了黑洞的内部。

二、黑洞无毛定理结论

黑洞几乎不保持形成它的物质所具有的任何复杂性质。它对前身物质的形状或成分都没有记忆,它保持的只是质量、角动量、电荷。消繁归简或许是黑洞最基本的特征。有关黑洞的大多数术语的发明家约克·惠勒,在60年前把这种特征称为“黑洞无毛定理”。

一开始,这只是一种猜测,在20世纪70年代得到了严格的数学证明。这是包括默东天文台的布兰登·卡特和澳大利亚的加里·班亭在内的理论物理学家15年努力的结果。他们证明,描述一个平衡态黑洞周围的时空几何只需要3个参量,从而证实了惠勒的表述。

一个黑洞就像一个基本粒子一样简单。尽管基本粒子也是把质量、角动量、电荷集中在一个很小的体积内。但是,只要考虑一下视界存在的条件,就知道没有什么比基本粒子与黑洞的差别更大。黑洞是一种极其简单的物体,如果知道了它的质量、角动量和电荷,也就知道了有关它的一切。

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