带电黑洞内部 I. 重子

对自相似吸积带电黑洞的内部结构作了广泛研究。在此第一篇（共两篇）中，假定黑洞吸积一带电、导电、相对论性重子流体。黑洞的质量与电荷由吸积物质自洽地产生。被吸积的重子流体面临两种可能命运：要么直接 plunge 至零半径处的类空奇点，要么穿过 Cauchy 视界落下。若电导率超过某连续阈值 kappa_oo，或等于无穷谱 kappa_n 中的某个离散值，则重子直接落至奇点。在离散值 kappa_n 之间，解的特征由重子流体在入射与出射间循环的次数刻画。若电导率处于连续阈值 kappa_oo，则解在入射与出射间反复循环，展现出令人联想到临界坍缩中所观测到的离散自相似性。低于连续阈值 kappa_oo 且除离散值 kappa_n 外，重子流体穿过 Cauchy 视界落下，并在该情形下经历激波；激波下游解终止于 proper acceleration 发散的不规则声速点，且无一致的零半径自相似延拓。就解可在 Cauchy 视界内追随的程度而言，径向为类时。若径向保持类时至零半径（因自相似解终止而无法确认），则 Cauchy 视界内零半径处 presumably 存在一与带电黑洞真空解明显不同的类空奇点。