為什麼說黑洞只有“三根毛”？

  1910年11月10日，浙江海鹽誕生的一名嬰兒，後來成了聞名全國的漫畫家。他就是張樂平。他創作的“三毛”形象，給幾代少年兒童帶來了歡樂和思索。“文革”後期，張樂平調到少年兒童出版社，為我們創作了《三毛愛科學》等系列連環漫畫。今天，就讓我們用一篇與“三毛”有關的科學小文，來紀念這位熱愛孩子、熱愛生活的老朋友。

  一顆垂死的巨大恆星不斷坍縮，直到成為一個黑洞。這時，它在自身的強大引力作用下還會繼續收縮，最終其全部物質將被擠壓到一個單一的點上。這個點稱為黑洞的“奇點”，那裡的物質密度和壓力都變成了無窮大。

  這類黑洞的結構很簡單：一個視界包圍著一個奇點。應該注意的是：儘管人們經常把視界稱為“黑洞的表面”，其實在這個“表面”上並不存在任何有形的東西。

  早在1916年，德國天文學家卡爾?施瓦西已經弄清這類天體的性質，因此後來它又被稱為“施瓦西黑洞”。施瓦西黑洞都是球狀的。假如太陽收縮成為一個施瓦西黑洞，那麼它的半徑就只有3千米了。這時，它的物質受到極度的擠壓，密度將會大得難以想象——6萬億噸每立方厘米，一粒芝麻那麼大小的東西就有上百億噸重！

  球狀的施瓦西黑洞既不自轉，也不帶電荷，是最簡單的黑洞。另一方面，最複雜的黑洞是既有質量又帶電荷，同時還在自轉的黑洞。因為極其強大的引力把黑洞的一切細節都摧垮了，所以遠方的觀察者最多隻能探測到黑洞的三個物理量，即質量、電荷和表明黑洞自轉快慢的角動量。科學家把這種情況稱為“黑洞無毛”，意思是說黑洞沒有任何繁瑣、複雜的細節。在中國，因為無人不知《三毛流浪記》中那個可愛的小三毛，所以大家經常半開玩笑地把質量、電荷和角動量稱為黑洞的“三根毛”！