论带电黑洞的中和

对于非自旋的带电（Reissner-Nordström）黑洞，电荷符号与黑洞相反的粒子会受到额外的电磁力而被拉入黑洞。此类黑洞会迅速被中和，因此宇宙中不应存在显著带电的非自旋黑洞。自旋带电（Kerr-Newman）黑洞的情况更为复杂。对于给定的粒子初始位置和初始速度，带相反电荷的粒子并不总是比中性粒子更容易落入黑洞。磁层的可能存在进一步使情形复杂化。因此无法直接得出带电自旋黑洞会被中和的结论。本文在不引入磁层的前提下，对 Kerr-Newman 黑洞的中和进行初步研究。我们追踪在弯曲时空与自旋带电黑洞所携带电磁场共同影响下粒子的轨迹。采用统计方法研究中性问题。我们发现粒子落入黑洞的概率对其电荷存在一种普适的依赖关系，带相反电荷的粒子具有更高的落入概率。因此我们得出结论：无磁层的带电自旋黑洞应被迅速中和，与人们的直觉一致。具有共转无力磁层的 Kerr-Newman 黑洞的中和问题有待进一步研究。