黑洞無毛定理簡單點來說,黑洞只有質量、角動量和電荷三種,其他的其它毛髮全部消失了。 黑洞無毛定理目前還只是一個猜想,黑洞是個很特殊的天體,裡面有什麼我們都不知道,視界所看不到的東西。
一、黑洞無毛定理
黑洞無毛定理是黑洞簡單性的敘述。 即當物體坍縮成黑洞後,只留下質量、角動量和電荷三種不能轉變成電磁輻射的守衡物理量,它們唯一地確定了黑洞的性質。 其它信息(“毛髮”)全部消失了。
黑洞無毛定理對於物理學家來說,一個黑洞或一塊方糖都是極為複雜的物體,因為對它們的完整描述,即包括它們的原子和原子核結構在內的描述,需要有億萬個參量 。
人們早已知道,黑洞外部觀測者會失去形成黑洞以及後來落入黑洞的物質的幾乎全部信息,這就是“無毛定理”。 所謂“毛”是指“信息”。 黑洞只剩下總質量、總電荷和總角動量3根“毛”可以被外界探知。 人們最初認為,雖然外部觀測者不能探知黑洞內部物質的信息,但這些信息並沒有從宇宙中消失,只不過隱藏在了黑洞的內部。
二、黑洞無毛定理結論
黑洞幾乎不保持形成它的物質所具有的任何復雜性質。 它對前身物質的形狀或成分都沒有記憶,它保持的只是質量、角動量、電荷。 消繁歸簡或許是黑洞最基本的特徵。 有關黑洞的大多數術語的發明家約克·惠勒,在60年前把這種特徵稱為“黑洞無毛定理”。
一開始,這只是一種猜測,在20世紀70年代得到了嚴格的數學證明。 這是包括默東天文台的布蘭登·卡特和澳大利亞的加里·班亭在內的理論物理學家15年努力的結果。 他們證明,描述一個平衡態黑洞周圍的時空幾何只需要3個參量,從而證實了惠勒的表述。
一個黑洞就像一個基本粒子一樣簡單。 儘管基本粒子也是把質量、角動量、電荷集中在一個很小的體積內。 但是,只要考慮一下視界存在的條件,就知道沒有什麼比基本粒子與黑洞的差別更大。 黑洞是一種極其簡單的物體,如果知道了它的質量、角動量和電荷,也就知道了有關它的一切。