黑洞有幾種?

聽說黑洞不止緻密天體一種?


首先推薦張雙南老師的一篇文章 arXiv:1003.0291 http://arxiv.org/abs/1003.0291

Astrophysical Black Holes in the Physical Universe
Shuang-Nan Zhang

摘取其中跟本問題有點關係的一段:

簡單翻譯下:

我把黑洞分為三類: 數學黑洞, 物理黑洞和天體物理黑洞。

數學黑洞是對於點源的愛因斯坦場方程解對應的時空, 所有質量都集中在一個點上, 例如通常所說的奇點。 已經證明這種物體只有質量,角動量和電荷三種屬性, 也就是所謂的三根毛。 包圍這種物體的事件視界確保沒有信息交流能夠跨越視界, 因此一個在視界外面的人是無法觀測到視界內的奇點的。

伯克霍夫定理進一步證明視界外面的人不能區分質量和電荷集中在奇點還是在視界內呈一定分布的。我把物理黑洞定義為質量和電荷都在視界內, 不管物質分狀態的物體。

因此, 物理黑洞不一定是數學黑洞。這意味著物理黑洞不一定存在奇點。我進一步把天體物理黑洞定義為一個在物理世界裡能夠通過已知的天體物理過程在不大於宇宙學時標內能夠形成的物理黑洞。 到目前為止所有的黑洞方面的觀測研究都是只天體物理黑洞。

個人認為可以加上第四類黑洞, 叫天文黑洞, 純粹從觀測上來說, 比如星系中心的超大質量黑洞。 人們在近鄰星系中心通過氣體或者恆星動力學測量發現存在不能用已知發光物質解釋的緻密天體;比如類星體強大的釋放能量的能力的解釋需要超大質量黑洞的吸積等等。 這類黑洞(候選者)都是從觀測上發現然後所能找到的最好解釋都是大質量黑洞, 因此是基於天文觀測的,個人傾向於定義為天文黑洞。我們可能想像這些超大質量黑洞形成所經歷的物理過程, 比如吸積和併合, 但細節和宇宙學演化是很不清楚的,是現在研究的熱點問題。

區分天體物理黑洞和天文黑洞, 個人認為最直接是從發現過程上看。 我們知道1939年奧本海默和斯尼德計算了大質量恆星的死亡之後的演化就發現可能產生黑洞,這是從已知天文和物理上推演出來的,隨著上個世紀60,70年代X射線觀測的興起找到天鵝座X-1等證據之後被證實了。而超大質量黑洞是伴隨著類星體的觀測發現突然「蹦」出來的, 隨後理論上超大質量黑洞作為中心引擎的模型才被提出,當然後續的無數觀測逐漸建立起星系中心廣泛存在超大質量黑的事實。

總結下, 有四類黑洞: 數學黑洞, 物理黑洞, 天體物理黑洞, 天文黑洞。 所謂的區分只是理出一個脈絡, 結合個人的理解, 不是嚴格和唯一的, 僅供參考。


按照質量和大小來分。
黑洞可以分為四類
1、量子黑洞
2、恆星黑洞
3、中等質量黑洞
4、超重黑洞

按照物理性質分類(友情鏈接:黑洞是否旋轉?又是否無盡旋轉? - 蕭半楊的文章 - 知乎專欄
黑洞可以分為4種
1、M≠0,L=0,Q=0,
的Schwarzschild黑洞
2、M≠0,L≠0,Q=0,
的Kerr黑洞
3、M≠0,L=0,Q≠0,
的Reissner—Nordstrom黑洞
4、M≠0,L≠0,Q≠0,
的Kerr—Newman黑洞

正如你看到,決定他們種類的只有三個量:質量M,角動量L和電荷量Q
儘管黑洞形成前組織性質很豐富,但坍縮為黑洞後,原來的信息將會損失,只剩下這三個量。
故而這三個量成為了確定黑洞身份的指標。
被稱為黑洞的「無毛定理」,或者叫它「三毛定理」


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