【 hắc động không chỉ có một loại? Ấn chất lượng cùng đặc tính phân chia “Thời không bẫy rập gia tộc” 】
Chương trước chúng ta biết, hắc động trung tâm là kỳ điểm, phần ngoài là sự kiện tầm nhìn.
Nhưng đều không phải là sở hữu hắc động đều hoàn toàn tương đồng.
Tựa như hằng tinh có bất đồng lớn nhỏ, bất đồng trạng thái, hắc động cũng có thể căn cứ chất lượng, xoay tròn tốc độ, điện tích chờ đặc tính, chia làm bất đồng loại hình.
Này đó sai biệt nguyên với hắc động hình thành quá trình: Hằng tinh mới bắt đầu chất lượng, than súc khi lượng chuyển động của góc ( xoay tròn ), hay không giữ lại điện tích, đều sẽ quyết định hắc động cuối cùng hình thái.
Phân loại là lý giải hắc động đa dạng tính mấu chốt, cũng có thể trợ giúp chúng ta nghiệm chứng Thuyết tương đối rộng bất đồng thời không giải.
Tấu chương đem từ “Chất lượng” cùng “Xoay tròn / điện tích” hai cái trung tâm duy độ, phân tích hắc động phân loại hệ thống, mang ngươi nhận thức cái này “Thời không bẫy rập gia tộc” bất đồng thành viên.
◆ một, phân loại trung tâm tham số: Chất lượng, xoay tròn cùng điện tích
Hắc động phân loại, chủ yếu căn cứ vào ba cái trung tâm vật lý tham số, đây cũng là Thuyết tương đối rộng miêu tả hắc động thời không kết cấu mấu chốt lượng biến đổi.
● 1. Chất lượng ( M ): Hắc động “Thể trọng”, quyết định sự kiện tầm nhìn lớn nhỏ ( sử ngói tây bán kính Rₛ=2GM/c² ).
Chất lượng là hắc động cơ bản nhất tham số, trực tiếp từ hình thành nó hằng tinh chất lượng ( hoặc xác nhập sau tổng chất lượng ) quyết định.
● 2. Lượng chuyển động của góc ( J ): Hắc động “Xoay tròn tốc độ”, nguyên với hằng tinh than súc khi lượng chuyển động của góc thủ hằng ( hằng tinh sinh thời đều ở xoay tròn, than súc sau xoay tròn sẽ nhanh hơn ).
Tuyệt đại đa số trong hiện thực hắc động đều có chứa xoay tròn, hoàn toàn không xoay tròn hắc động cực kỳ hiếm thấy.
● 3. Điện tích ( Q ): Hắc động “Mang điện tình huống”, nguyên với hằng tinh than súc khi hay không giữ lại điện tích.
Bởi vì vũ trụ trung điện tích thông suốt quá hạt trao đổi nhanh chóng trung hoà, thiên nhiên hình thành mang điện hắc động cực nhỏ, cơ hồ có thể xem nhẹ.
Căn cứ vào này ba cái tham số, vật lý học gia kết hợp Thuyết tương đối rộng tràng phương trình, suy luận ra bốn loại hắc động loại hình —— trong đó hai loại là lý tưởng mô hình, hai loại là càng gần sát hiện thực mô hình.
◆ nhị, ấn chất lượng phân loại: Từ hằng tinh cấp đến siêu đại chất lượng “Hình thể sai biệt”
Ấn chất lượng lớn nhỏ, hắc động nhưng chia làm bốn loại, chúng nó hình thành phương thức, phân bố vị trí cùng vật lý đặc tính sai biệt lộ rõ.
● 1. Hằng tinh cấp hắc động ( 1-100 lần thái dương chất lượng ): Hằng tinh than súc “Trực tiếp sản vật”
Đây là nhất thường thấy hắc động loại hình, từ đại chất lượng hằng tinh ( >25 lần thái dương chất lượng ) than súc hình thành.
Chúng nó chất lượng thông thường ở 3-100 lần thái dương chất lượng chi gian, là vũ trụ trung số lượng nhiều nhất hắc động.
Hằng tinh cấp hắc động đa phần bố ở tinh hệ toàn cánh tay hoặc bàn trạng kết cấu trung, thường lấy cô lập trạng thái tồn tại, hoặc cùng mặt khác hằng tinh tạo thành song tinh hệ thống.
LIGO dò xét khí phát hiện dẫn lực sóng tín hiệu ( như GW150914 ), phần lớn đến từ hằng tinh cấp hắc động xác nhập.
Trước mắt đã xác nhận hằng tinh cấp hắc động vượt qua 50 cái, trong đó nhất tiếp cận địa cầu chính là “Gaia BH1”, khoảng cách ước 1560 năm ánh sáng, chất lượng ước 10 lần thái dương chất lượng.
● 2. Trung đẳng chất lượng hắc động ( 100-10 vạn lần thái dương chất lượng ): “Thiếu hụt phân đoạn”
Trung đẳng chất lượng hắc động là chất lượng xen vào hằng tinh cấp cùng siêu đại chất lượng chi gian hắc động, được xưng là hắc động gia tộc “Thiếu hụt phân đoạn”.
Chúng nó hình thành phương thức chưa hoàn toàn minh xác, khả năng con đường bao gồm: Hằng tinh cấp hắc động xác nhập, nhiều hằng tinh ở tỉ mỉ tinh đoàn trung than súc dung hợp, siêu đại chất lượng hắc động “Hạt giống”.
Bởi vì chất lượng vừa phải, số lượng khả năng ít, trung đẳng chất lượng hắc động quan trắc chứng cứ vẫn luôn tương đối khan hiếm.
2020 năm, LIGO phát hiện GW190521 tín hiệu, đến từ hai cái chất lượng phân biệt vì 85 lần cùng 66 lần thái dương chất lượng hắc động xác nhập, xác nhập sau hình thành 142 lần thái dương chất lượng trung đẳng chất lượng hắc động —— đây là đầu cái minh xác trung đẳng chất lượng hắc động quan trắc chứng cứ.
● 3. Siêu đại chất lượng hắc động ( >10 vạn lần thái dương chất lượng ): Tinh hệ trung tâm “Cự vô bá”
Siêu đại chất lượng hắc động là hắc động gia tộc “Người khổng lồ”, chất lượng từ mấy chục vạn lần đến mấy trăm trăm triệu lần thái dương chất lượng không đợi.
Chúng nó cơ hồ tồn tại với sở hữu tinh hệ trung tâm, bao gồm chúng ta hệ Ngân Hà ( hệ Ngân Hà trung tâm siêu đại chất lượng hắc động Sgr A*, chất lượng ước 400 vạn lần thái dương chất lượng ).
Siêu đại chất lượng hắc động hình thành cơ chế là thiên văn học quan trọng câu đố, khả năng con đường bao gồm: Trung đẳng chất lượng hắc động liên tục xác nhập, đại lượng khí thể cùng hằng tinh ở tinh hệ trung tâm than súc, vũ trụ lúc đầu “Nguyên sơ hắc động” nhanh chóng hút tích vật chất.
2019 năm, sự kiện tầm nhìn kính viễn vọng ( EHT ) quay chụp đến đầu trương hắc động ảnh chụp, chính là M87 tinh hệ trung tâm siêu đại chất lượng hắc động ( chất lượng ước 65 trăm triệu lần thái dương chất lượng ).
Loại này hắc động đối tinh hệ diễn biến quan trọng nhất: Chúng nó dẫn lực có thể trói buộc tinh hệ nội hằng tinh hòa khí thể, này hút tích vật chất sinh ra năng lượng ( như loại tinh thể mãnh liệt phóng xạ ), sẽ ảnh hưởng tinh hệ hình thành cùng hằng tinh ra đời.
● 4. Mini hắc động ( <1 lần thái dương chất lượng ): Vũ trụ lúc đầu “Giả thuyết sản vật”
Mini hắc động ( lại xưng nguyên sơ hắc động ) là lý luận tiên đoán hắc động loại hình, chất lượng nhỏ hơn thái dương chất lượng, thậm chí khả năng chỉ có địa cầu hoặc tiểu hành tinh lớn nhỏ.
Chúng nó đều không phải là từ hằng tinh than súc hình thành, mà là khả năng ra đời với vũ trụ đại nổ mạnh sau lúc đầu ( ước 138 trăm triệu năm trước ) —— lúc ấy vũ trụ mật độ cực cao, bộ phận khu vực vật chất than súc khả năng hình thành mini hắc động.
Mini hắc động chưa bị quan trắc đến, trước mắt cận tồn ở chỗ lý luận giả thuyết trung.
Nếu chúng nó tồn tại, khả năng thông suốt quá Hawking phóng xạ thong thả bốc hơi ( chất lượng càng nhỏ, bốc hơi càng nhanh ), phóng xuất ra tia gamma —— đây là tương lai dò xét mini hắc động mấu chốt tín hiệu.
◆ tam, ấn xoay tròn cùng điện tích phân loại: Thuyết tương đối rộng bốn loại thời không giải
Căn cứ xoay tròn ( lượng chuyển động của góc J ) cùng điện tích ( Q ) có vô, hắc động nhưng chia làm bốn chủng loại hình, đối ứng Thuyết tương đối rộng tràng phương trình bốn cái chính xác giải.
● 1. Sử ngói tây hắc động ( J=0, Q=0 ): Yên lặng, không mang theo điện “Lý tưởng mô hình”
Đây là đơn giản nhất hắc động loại hình, từ sử ngói tây 1916 năm đưa ra, đối ứng “Yên lặng, không mang theo điện” hắc động ( lượng chuyển động của góc vì 0, điện tích vì 0 ).
Nó trung tâm đặc tính là: Sự kiện tầm nhìn là hoàn mỹ mặt cầu, bên trong là linh duy điểm kỳ điểm, không có có thể tầng ( kế tiếp loại hình sẽ nhắc tới ).
Sử ngói tây hắc động là Thuyết tương đối rộng lý tưởng mô hình, trong hiện thực cơ hồ không tồn tại —— bởi vì hằng tinh than súc khi tổng hội giữ lại nhất định lượng chuyển động của góc, hoàn toàn không xoay tròn hắc động cực kỳ hiếm thấy.
Nhưng nó là lý giải mặt khác hắc động loại hình cơ sở, rất nhiều hắc động cơ bản đặc tính ( như sự kiện tầm nhìn, sử ngói tây bán kính ) đều nguyên với sử ngói tây giải.
● 2. Khắc nhĩ hắc động ( J≠0, Q=0 ): Xoay tròn, không mang theo điện “Hiện thực chủ lưu”
Đây là trong hiện thực nhất thường thấy hắc động loại hình, từ khắc nhĩ 1963 năm đưa ra, đối ứng “Xoay tròn, không mang theo điện” hắc động ( lượng chuyển động của góc không vì 0, điện tích vì 0 ).
Hằng tinh than súc lúc ấy giữ lại lượng chuyển động của góc, thả than súc phần sau kính giảm nhỏ, xoay tròn tốc độ sẽ lộ rõ nhanh hơn —— bởi vậy tuyệt đại đa số thiên nhiên hình thành hắc động đều là khắc nhĩ hắc động.
Khắc nhĩ hắc động trung tâm đặc tính:
- sự kiện tầm nhìn là thỏa cầu hình ( xích đạo phương hướng cố lấy, hai cực bẹp ), xoay tròn càng nhanh, hình dạng càng bẹp;
- tồn tại “Có thể tầng” ( sự kiện tầm nhìn cùng vô hạn hồng di mặt chi gian khu vực ), có thể lấy ra hắc động xoay tròn năng lượng;
- bên trong là một duy “Hoàn kỳ điểm” ( mà phi điểm kỳ điểm ), lý luận thượng khả năng cho phép vật thể xuyên qua hoàn trung tâm, tiến vào mặt khác thời không ( như song song vũ trụ ).
Chúng ta quan trắc đến hắc động ( như M87 tinh hệ hắc động, hệ Ngân Hà trung tâm Sgr A* ), đều là khắc nhĩ hắc động —— chúng nó xoay tròn tốc độ nhưng thông qua hút tích bàn phóng xạ tín hiệu đo lường.
● 3. Lôi tư nạp - nặc đức tư đặc long hắc động ( J=0, Q≠0 ): Yên lặng, mang điện “Lý tưởng trường hợp đặc biệt”
Loại này hắc động từ lôi tư nạp cùng nặc đức tư đặc long phân biệt độc lập đưa ra, đối ứng “Yên lặng, mang điện” hắc động ( lượng chuyển động của góc vì 0, điện tích không vì 0 ).
Nó trung tâm đặc tính là: Tồn tại hai tầng sự kiện tầm nhìn ( ngoại tầm nhìn cùng nội tầm nhìn ), kỳ điểm là điểm kỳ điểm, không có có thể tầng.
Nhưng trong hiện thực cơ hồ không tồn tại loại này hắc động —— bởi vì hắc động điện tích thông suốt quá hấp dẫn chung quanh dị hào điện tích nhanh chóng trung hoà, vô pháp trường kỳ bảo trì mang điện trạng thái.
Nó chỉ làm Thuyết tương đối rộng lý luận trường hợp đặc biệt tồn tại, trợ giúp vật lý học gia lý giải điện tích đối hắc động thời không kết cấu ảnh hưởng.
● 4. Khắc nhĩ - nữu mạn hắc động ( J≠0, Q≠0 ): Xoay tròn, mang điện “Nhất giống nhau mô hình”
Đây là hắc động “Nhất giống nhau hình thức”, từ nữu mạn đám người đưa ra, đối ứng “Xoay tròn, mang điện” hắc động ( lượng chuyển động của góc cùng điện tích đều không vì 0 ).
Nó trung tâm đặc tính là: Tồn tại hai tầng sự kiện tầm nhìn cùng có thể tầng, bên trong là mang điện hoàn kỳ điểm, thời không kết cấu nhất phức tạp.
Khắc nhĩ - nữu mạn hắc động đồng dạng là lý luận thượng giống nhau mô hình, trong hiện thực khó có thể tồn tại —— mang điện khan hiếm tính quyết định nó hiếm thấy tính.
Nhưng nó tràng phương trình giải chứng minh rồi: Hắc động sở hữu tính chất vật lý, đều từ chất lượng, lượng chuyển động của góc, điện tích ba cái tham số hoàn toàn quyết định —— này được xưng là hắc động “Vô mao định lý” ( vô luận hình thành hắc động hằng tinh cỡ nào phức tạp, cuối cùng đều chỉ giữ lại này ba cái “Lông tóc” ).
◆ bốn, trung tâm khác nhau tổng kết: Bất đồng loại hình hắc động mấu chốt sai biệt
Bốn loại ấn xoay tròn cùng điện tích phân loại hắc động, trung tâm sai biệt nhưng tập trung ở ba cái duy độ: Sự kiện tầm nhìn hình thái, kỳ điểm kết cấu, hay không tồn tại có thể tầng.
- sử ngói tây hắc động: Cầu hình sự kiện tầm nhìn, điểm kỳ điểm, vô năng tầng;
- khắc nhĩ hắc động: Thỏa cầu hình sự kiện tầm nhìn, hoàn kỳ điểm, có có thể tầng;
- lôi tư nạp - nặc đức tư đặc long hắc động: Song tầng cầu hình sự kiện tầm nhìn, điểm kỳ điểm, vô năng tầng;
- khắc nhĩ - nữu mạn hắc động: Song tầng thỏa cầu hình sự kiện tầm nhìn, mang điện hoàn kỳ điểm, có có thể tầng.
Mà ấn chất lượng phân loại hắc động, trung tâm sai biệt ở chỗ hình thành phương thức, phân bố vị trí cùng quan trắc tín hiệu:
- hằng tinh cấp: Hằng tinh than súc, phân bố với tinh hệ bàn, dẫn lực sóng tín hiệu là chủ;
- trung đẳng chất lượng: Hắc động xác nhập hoặc tinh đoàn than súc, hiếm thấy, dẫn lực sóng cùng điện từ tín hiệu kết hợp;
- siêu đại chất lượng: Tinh hệ trung tâm, lúc đầu hạt giống hút tích hoặc xác nhập, hút tích bàn cùng phun lưu tín hiệu là chủ;
- mini: Vũ trụ lúc đầu hình thành, giả thuyết tính, Hawking phóng xạ tín hiệu ( nếu tồn tại ).
◆ năm, phân loại khoa học ý nghĩa: Lý giải hắc động hình thành cùng diễn biến
Hắc động phân loại đều không phải là đơn giản “Dán nhãn”, mà là lý giải hắc động vật lý bản chất mấu chốt.
Thông qua phân loại, chúng ta có thể ngược dòng hắc động khởi nguyên: Hằng tinh cấp hắc động đến từ đại chất lượng hằng tinh, siêu đại chất lượng hắc động khả năng đến từ lúc đầu hạt giống trưởng thành.
Thông qua phân loại, chúng ta có thể nghiệm chứng Thuyết tương đối rộng: Bất đồng loại hình hắc động thời không kết cấu, cùng Thuyết tương đối rộng tiên đoán độ cao ăn khớp ( như khắc nhĩ hắc động có thể tầng, hoàn kỳ điểm ).
Thông qua phân loại, chúng ta có thể chỉ đạo quan trắc: Bất đồng loại hình hắc động quan trắc tín hiệu bất đồng ( hằng tinh cấp đối ứng dẫn lực sóng, siêu đại chất lượng đối ứng hút tích bàn X xạ tuyến ), phân loại có thể trợ giúp nhà khoa học nhằm vào thiết kế quan trắc phương án.
Tương lai, theo quan trắc kỹ thuật tiến bộ ( như càng nhanh nhạy dẫn lực sóng dò xét khí, càng cao độ phân giải hắc động thành tượng ), chúng ta khả năng sẽ phát hiện càng nhiều đặc thù loại hình hắc động ( như nhanh chóng xoay tròn siêu đại chất lượng hắc động, trung đẳng chất lượng hắc động đàn ), tiến thêm một bước phong phú hắc động “Gia tộc hệ thống gia phả”.
【 tổng kết: Hắc động gia tộc “Đa dạng tính mật mã” 】
Hắc động phân loại trung tâm là hai cái duy độ: Chất lượng ( hình thể lớn nhỏ ) cùng xoay tròn / điện tích ( nội tại đặc tính ).
Ấn chất lượng nhưng chia làm hằng tinh cấp, trung đẳng chất lượng, siêu đại chất lượng, mini bốn loại, phản ánh chúng nó hình thành phương thức cùng vũ trụ phân bố; ấn xoay tròn / điện tích nhưng chia làm sử ngói tây, khắc nhĩ, lôi tư nạp - nặc đức tư đặc long, khắc nhĩ - nữu mạn bốn loại, đối ứng Thuyết tương đối rộng bốn loại thời không giải.
Trong hiện thực nhất thường thấy chính là xoay tròn, không mang theo điện khắc nhĩ hắc động, cùng với tinh hệ trung tâm siêu đại chất lượng hắc động; mặt khác loại hình nhiều vì lý luận mô hình hoặc hiếm thấy trường hợp đặc biệt.
Phân loại trợ giúp chúng ta chải vuốt rõ ràng hắc động đa dạng tính, cũng cho chúng ta ý thức được: Hắc động đều không phải là chỉ một “Thời không bẫy rập”, mà là hình thái khác nhau, khởi nguyên bất đồng “Vũ trụ gia tộc” —— chúng nó tồn tại, không ngừng nghiệm chứng Thuyết tương đối rộng chính xác tính, cũng thúc đẩy chúng ta đối thời không bản chất thăm dò.
【 đặc biệt kính chào 】
◆ lý luận tiên phong: Carl · sử ngói tây ( 1873-1916, đưa ra sử ngói tây hắc động ), la y · khắc nhĩ ( 1934- nay, đưa ra khắc nhĩ hắc động ), hán tư · lôi tư nạp ( 1878-1967 ) cùng cống nạp nhĩ · nặc đức tư đặc long ( 1881-1923, đưa ra lôi tư nạp - nặc đức tư đặc long hắc động ), Ezra · nữu mạn ( 1929- nay, đưa ra khắc nhĩ - nữu mạn hắc động )
◆ mấu chốt nghiên cứu giả: Johan · huệ lặc ( 1911-2008, đưa ra “Hắc động” mệnh danh, tổng kết hắc động vô mao định lý ), Steven · Hawking ( 1942-2018, nghiên cứu hắc động nhiệt lực học cùng Hawking phóng xạ )
◆ trung tâm luận văn / làm: 《 luận Einstein dẫn lực tràng phương trình một cái nghiêm khắc giải 》 ( sử ngói tây, 1916 năm ), 《 xoay tròn hắc động dẫn lực tràng 》 ( khắc nhĩ, 1963 năm ), 《 hắc động vật lý học 》 ( huệ lặc, 1971 năm, tổng kết hắc động phân loại )
◆ cột mốc lịch sử sự kiện: 1916 năm sử ngói tây hắc động đưa ra, 1963 năm khắc nhĩ hắc động đưa ra, 1970 niên đại hắc động vô mao định lý xác lập, 2015 năm LIGO phát hiện hằng tinh cấp hắc động xác nhập, 2019 năm EHT quay chụp đến siêu đại chất lượng hắc động ảnh chụp
◆ tương quan lĩnh vực: Thuyết tương đối rộng, hắc động vật lý, thiên thể vật lý, quan trắc thiên văn học