旋转黑洞的内部结构 3. 带电黑洞

本文将 companion paper 中针对不带电旋转黑洞提出的共形稳态、轴对称、共形可分解推广至带电旋转黑洞的情形。在本文中，黑洞吸积的无碰撞流体可以带电。黑洞的电荷由电荷吸积率自洽地确定。与不带电情形一样，内向流与外向流之间的超相对论逆向流动驱动了内视界处（紧靠其上方）的膨胀，随后是坍缩。如果内向流和外向流均带电，则共形可分性在早期膨胀期间成立，但随着膨胀的发展而失效。如果在整个膨胀和坍缩过程中均强加共形可分性，则内向流和外向流中只有一股可以带电：另一股必须是中性的。共形可分性规定了入射到内视界的内向流和外向流上的边界条件层级。主导的径向边界条件要求入射的内向流和外向流的数密度随纬度均匀分布，但每个粒子的电荷必须随纬度变化，使得入射电荷密度与径向电场成正比。次主导的角向边界条件要求入射的数密度加权与电荷加权的角向运动具有特定形式。如果这些流从视界外自由下落，则规定的角向条件可由带电流实现，但不能由中性流实现。因此，与不带电黑洞的情形一样，必须认为中性流是被特设地输送到紧靠内视界上方的。