黑洞有且只有三個基本量, 就是質量、角動量和電荷。質量就是黑洞擁用的能量,也可以理解為黑洞的體重;角動量就是黑洞旋轉的速度;電荷就是說黑洞帶不帶電。根據這三個基本量,按質量黑洞分類為:微小黑洞、恆星級黑洞、巨大黑洞。
可我們怎麼去評判黑洞的質量呢?
所以,我們一般都是根據黑洞是否有角動量和電荷來將其進行歸類的。這個其實也很簡單,就是按‘是否帶電’和‘是否旋轉’來進行分類。把兩者做個‘笛卡爾乘積’,就是說把所有情況組合起來,這樣一共會得到4種情況,分別是:不帶電不旋轉、帶電不旋轉、不帶電旋轉、帶電旋轉,這4種類型的黑洞。
史瓦西黑洞,它不帶電荷且不旋轉,所以它也叫‘靜態黑洞’或‘理想狀態的黑洞’。這種黑洞最簡單,因為只需要考慮質量就夠了,沒有角動量也沒有電荷;只要質量足夠大,體積足夠小,就可以成為一個是瓦西黑洞。史瓦西黑洞的中間是一個奇點,然後離奇點史瓦西半徑遠的地方,是黑洞的視界面,中間的區域其實可以認為是空的,這就是為什麼黑洞的密度其實是很低的原因,而且越大的黑洞密度越低。
帶電荷但不旋轉的黑洞,即R-N黑洞。因為它帶電荷,所以它也叫‘帶電黑洞’,它和史瓦西黑洞有個很大的區別,就是它有兩個視界,一個外視界,一個內視界。如果不斷增加R-N黑洞的電荷,這兩個是界面將會合二為一,這時候的黑洞叫做‘極端R-N黑洞’。如果對極端R-N黑洞再加電荷,那麼它的視界面將會消失,起點直接暴露出來,產生所謂的——‘果奇點’。 果奇點是個很可怕的東西,按照目前的觀點:果奇點不屬于時空,那里的性質完全不確定;如果真實存在,甚至會擾亂自然界的因果律。
不帶電但是旋轉的黑洞,即:克爾黑洞。相比于靜態的史瓦西黑洞,克爾黑洞更接近于實際物理上的黑洞。因為大多數恆星都存在自轉,當它們塌縮成黑洞時,自轉仍然會存在。克爾黑洞屬于軸對稱黑洞,這類黑洞的中心不是一個奇點,而是把點拉成了一條線,並且扭曲成了一個環,所以它叫‘奇環’。另外,克爾黑洞也有內外兩個視界面。不同的是,它的外視界面之外還有一個‘靜止界限’。它是你能不能處于靜止的分界線,靜止界限之內,你相對于時空是無論如何也靜止不了的。因為靜止界限和視界面之間的這部分區域,會被旋轉的黑洞拖拽著一起旋轉,拖拽效應非常巨大,甚至可以將時空撕裂。
最後,是既帶電荷又旋轉黑洞——克爾-紐曼黑洞。克爾-紐曼黑洞它既像R-N黑洞一樣帶電,又像克爾黑洞一樣旋轉,所以它同時具有它們兩類黑洞的特征。當它的電荷或角動量遠遠大于它的質量時,也就是‘荷質比’足夠大時,它的奇點也會暴露出來成為一個果奇點。然後由于它旋轉,也屬于軸對稱黑洞,所以中間也不是奇點,而是個奇環。除此之外,它就沒有什麼太特殊的地方了。