1方黑洞有多重：质量角动量电荷是黑洞仅有的三支毛
1方黑洞有多重：质量角动量电荷是黑洞仅有的三支毛这个方程表达的意思是物质的能量密度和动量密度以及应力张量都会引起时空弯曲！如果爱因斯坦张量为零，就代表的是平直时空，这时物质的能量密度、动量密度、应力张量也都为零，也就是根本不存在物质！不过，这只是一种理想情况，平直的时空是不存在的！Guv是爱因斯坦张量，反应时空的弯曲情况；Ruv是里奇张量、表示空间弯曲情况；guv为四维时空的度量张量；R是里奇张量缩并而成的曲率标量；G是万有引力常数G=6.670×10^-8 cm³/（g·s²）；c代表真空中的光速；Tuv表示物质的能量和动量密度张量以及应力张量， 也就是物质。爱因斯坦认为：引力是时空弯曲的体现、时空弯曲是由物质造成的，所以，时空曲率和物质分布之间，一定存在着某种联系。经过几年的努力，爱因斯坦终于1915年，在广义相对论中通过一个复杂的二阶非线性张量方程将时空曲率和物质分布联系在了一起，它就是著名的“爱因斯坦引力场方程”！爱因斯坦引力场
如果你想完整地描述一个人，需要从哪些方面来描述？是不是一股脑儿想出来很多方面？年龄、性别、身高、体重………不过，你要是想描述一个黑洞周围的时空，就不需要这么多参量了，只需要知道黑洞的质量、角动量和电荷，就可以得到关于黑洞的一切信息，因为黑洞在形成过程中会丢失其他一切信息！所以，美国物理学家惠勒把它戏称为“黑洞无毛定理”，其实黑洞也不是完全无毛，这不还有三根毛嘛！
黑洞
根据黑洞的这三个参量，我们可以将黑洞分为：不旋转不带电荷的史瓦西黑洞、带电不旋转的R-N黑洞、旋转不带电的克尔黑洞、既带电又旋转的克尔-纽曼黑洞。
谈到黑洞，就不得不说一下爱因斯坦的引力场方程，因为黑洞周围的时空曲率就是通过这个方程的解来描述的，下面，我们就来看看，通过爱因斯坦的引力场方程，如何求解出这些解！
爱因斯坦的引力场方程爱因斯坦认为：引力是时空弯曲的体现、时空弯曲是由物质造成的，所以，时空曲率和物质分布之间，一定存在着某种联系。
经过几年的努力，爱因斯坦终于1915年，在广义相对论中通过一个复杂的二阶非线性张量方程将时空曲率和物质分布联系在了一起，它就是著名的“爱因斯坦引力场方程”！
爱因斯坦引力场方程
Guv是爱因斯坦张量，反应时空的弯曲情况；Ruv是里奇张量、表示空间弯曲情况；guv为四维时空的度量张量；R是里奇张量缩并而成的曲率标量；G是万有引力常数G=6.670×10^-8 cm³/（g·s²）；c代表真空中的光速；Tuv表示物质的能量和动量密度张量以及应力张量， 也就是物质。
这个方程表达的意思是物质的能量密度和动量密度以及应力张量都会引起时空弯曲！如果爱因斯坦张量为零，就代表的是平直时空，这时物质的能量密度、动量密度、应力张量也都为零，也就是根本不存在物质！不过，这只是一种理想情况，平直的时空是不存在的！
如何求解这个复杂的方程式呢？求解爱因斯坦引力场方程，就是找到某一线元，使得由它决定的爱因斯坦张量正好等于方程右边的张量。
注：在欧式空间几何中“线元”指对于空间的曲线 假设有一段非常小的长度 使这个长度趋近于零 记做dl 也就是给长度求导 这叫“元段长”。dl²就是“线元”，如果“元段”给定了，那么“线元”就是不变的恒定量！“线元”dl²的表达式在直角坐标变换下形式不变。在闵式时空几何中，用ds²表示线元，利用线元可以定义一个曲率张量（黎曼张量），各点曲率张量都为零的时空就是平直时空、不为零就是弯曲时空，线元曲率张量表示时空弯曲程度。
史瓦西黑洞当我们认为某一恒星是真空中孤立的物体时，真空中的时空弯曲情况就是由这个恒星的物质分布造成的，因为恒星具有球对称性和恒定不变性（静态性），这就导致了恒星外部的时空线元具有对称性和静态性（时空线元的各项性质不随时间变化），根据这一性质，1916年，德国天文学家史瓦西求得了广义相对论的第一个精确解，称为“史瓦西真空解”。
史瓦西真空解
“史瓦西真空解”描述了球形天体附近的光线和粒子的运动行为，他提出，在致密天体或者大质量天体的中心某一距离处，逃逸速度等于光速，后人将此称为史瓦西半径，并把以这个距离为半径围成的球面叫做视界！
1939年，著名的“曼哈顿计划”首席科学家、美籍犹太物理学家奥本海默证明，大于太阳质量20倍的恒星坍缩会产生奇点，以奇点为球心、适当长度为半径的球形区域内引力非常强，就连光子都会被拉向奇点！这个奇点和其周围的区域在1969年被没过物理学家惠勒首次命名为“黑洞”。洞外的时空几何由史瓦西线元表示，所以称这样的黑洞为史瓦西黑洞！
黑洞
R—N黑洞R—N黑洞又叫做带电黑洞，因为电荷不会随着引力波被辐射掉，所以，大质量的带电恒星最终会坍塌形成带电黑洞，它的性质由质量和电荷两个参量决定，与史瓦西黑洞的区别在于它的周围存在电场，电场线由洞心向外辐射！
它外部的时空几何由莱斯纳—诺斯特朗线元来描述！这是由德国物理学家“莱斯纳”和荷兰物理学家“诺斯特朗”分别与1916年和1918年求得的，爱因斯坦引力场方程的又一个精确解！
带电黑洞周围的时空几何
带电黑洞有两个视界，当物体穿越外视界时，会被强大的引力吸往内视界，然后被强大的潮汐力给撕碎，而且关于物体的所有信息都会丢失。如果带电黑洞的电荷太多，内外视界就会重合为一个，形成极端R—N黑洞。如果再给极端R—N黑洞加一些电荷，它的视界就会消失，并留下一个性质怪异的裸奇点，不过裸奇点与宇宙监督假设相矛盾，所以物理学上不允许其出现。
克尔黑洞跟电荷一样，星体的自转也是一个不能被辐射掉的参量，所以，大质量的自转星体最终会坍缩成为一个旋转的黑洞，1963年，新西兰物理学家克尔通过求解爱因斯坦的引力场方程，得到了描述自转黑洞外部时空几何的解，所以，将拥有自转的黑洞又称为克尔黑洞。
克尔黑洞
旋转的黑洞外部的引力场具有漩涡性，这会使黑洞的表面变成扁球状，不过，这不是黑洞的视界，而是旋转黑洞外另一个特殊的面——“静界”，既然视界是衡量你能否逃脱的界面，那静界呢？
我们说，克尔黑洞的引力场是漩涡引力场，那么它就会使处于引力场中的物体围绕黑洞旋转，静界就是用来表示其作用范围的，在静界以内，所有物体受到引力拉扯，都得跟着黑洞旋转，在静界以外，只要你速度够大，就可以不用绕着黑洞旋转！
克尔黑洞横截面
静界与视界之间的时空区域，叫做能层，此区域中具有特别的类时曲线，以此为世界线的质点竟然有负能量，这种类时曲线称为负能量轨道。科学家猜想：如果我们将一个能量为E的物体，运送到能层之中，然后爆裂成为两个，其中一半沿负能量轨道向黑洞内运动，那么它的能量就是负的，根据能量守恒定律，另一半的能量必定是正的，并且大于物体原来的能量E，如果我们让这一半物体沿外向测地线返回地球，我们就可以提取黑洞的能量了！不过，这样提取的能量是黑洞的转动能量，一旦提取完，克尔黑洞也就变成了史瓦西黑洞！
克尔黑洞中心并不是奇点，而是一个奇环（由奇点围成的圆圈），如果黑洞的旋转速度过快，视界和静界就会合而为一，变成极端克尔黑洞，如果黑洞的旋转速度继续加快，视界就会消失，跟R-N黑洞一样，留下一个裸奇点，不过，这也是不被允许的。
克尔-纽曼黑洞如果大质量星体在自转，并且还带有电荷，那么它坍塌后，就是旋转带电黑洞，它的外部时空几何线元就要用1965年美国物理学家推广克尔解得到的克尔-纽曼线元来表示了，这也是爱因斯坦引力场方程的解，这样的黑洞是最复杂的黑洞、但是也是最常态的黑洞，因为任意电真空单一稳态黑洞都是旋转带电黑洞。
克尔-纽曼黑洞
“史瓦西真空解”的求出，引发了人们了解黑洞、研究黑洞的热潮，经过许多学者多年来的努力，对黑洞性质的研究上，我们虽然取得了非常大的成功，但是依然面临着像黑洞的演化、稳定性等非常棘手的问题、基于对克尔黑洞的性质所做的分析，推测的“白洞”、“时光隧道”等等理论名词，目前也只能作为一个名词存在。
你认为时空隧道、时间旅行有可能实现吗？ 单选
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不可能，这些都是幻想！
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有可能，只是现在还没发现而已！
