书城科普读物宇宙科学知识
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第361章 旋转黑洞

旋转黑洞又称克尔黑洞,它有两个视界和两个无限红移面,而且这四个面并不重合。视界才是黑洞的边界,是指任何物质(经典物理范围内)都无法逃脱的边界。无限红移面是指光在这个面上发生无限红移,即光从一个边界射出后发生引力红移,红移后的频率为零。这一边界就是无限红移面。先前没有提到是因为施瓦西黑洞和带电黑洞的视界和无限红移面是重合的,但是克尔黑洞并不重合,两个无限红移面分别在内视界内部和外视界外部,它们与视界所围成的空间分别叫做内能层和外能层。由于视界才是黑洞的边界,因此外能层不属于克尔黑洞,只能算作黑洞的附属部分。它们很像一个鸡蛋,克尔黑洞是蛋黄,外能层是外面包围的一圈蛋清。在一定条件下,外能层中的物质可能穿出无限红移面进入外部世界。彭若斯证明在特定条件下,能量较低的粒子穿入能层后,可能从能层中获得能量,穿出时有较高的能量,这就是彭若斯过程。通过此过程反复操作可以提取黑洞的能量,使能层变薄,这些能量是黑洞的转动动能。能层变薄,黑洞转动动能减少,当能层消失后,克尔黑洞退化为不旋转的施瓦西黑洞,因此不能再继续以这种方式提取能量了。克尔黑洞中的中心奇异区不是一个点,而是一个奇环,就是由奇点围成的一条圆圈线。