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神奇的黑洞之旅

查字典物理网 2012-12-29

假如有魔法使一个宇航员能乘飞船安然无恙地钻到黑洞内部，那他就会给我们讲述许多惊人的事。由于场面是一个旋转着的黑洞，那他讲述的就可能是经过能层的情景，在那个区域中的一切运动都按黑洞旋转方向转动。钻到这个地区后，飞船可能会不停地上下升降，从这个区域进进出出。当然这要有足够的燃料。

如果我们倔强的宇航员决心再往前走，一直钻到被称为视界的第二个界面，他会发现，在某些条件下，由于极强的离心力，飞船会留在那里永远旋转而不再下沉，但也没有出来的可能性。这一情形类似露天游乐场转动的大圆筒，它把人挤压在筒壁上，只要圆筒一直旋转人就无法移动。

黑洞本身就是一个神秘的物体，它像一台失控的计算机，可以吞下任何信息同时又能把掉进去的任何东西的内容毁坏。我们能收集到的有关黑洞的物理特性只有三个，即质量、角动量和电荷。其余则是一堆无用的信息，它们对弄清黑洞内部的物质特性毫无帮助。在奇点，即黑洞中心密度无限大的点上，爱因斯坦的广义相对论和由此而推导的时空定律将全部失效，不再具有“公民”的权利。

但是伟大的黑洞理论家、英国天体物理学家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）以巧妙的脱身之计在视界找到了关于黑洞胃口的宝贵信息。黑洞吸进的物质越多就越增加它的质量，越扩大它的视界。这是一个如此快速的能量交换场面，连大自然都难以察觉。

和不转动的施瓦西黑洞相比，转动的克尔黑洞的内部结构要复杂得多。它的奇点是一个平躺在赤道面上的圆环，而不再是一个点。如果宇航员穿过这个环就到达对面的区域，那里有一个白洞，它像一个弹射器，能把宇航员立即“发射”到有待发现的外部世界，即另一个宇宙中。另外，在克尔黑洞的真实视界边界以内还有着第二个视界（内视界）。这个球形面包围开“保护”着圆环状的奇点，内、外视界间的区域不受奇异性的影响（指从奇异环发出的信号不可能逃出内视界）。随着黑洞角动量的增大，内视界膨胀而外视界收缩，二者趋于重合。

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