义相对论发现后不久1917年卡尔·施瓦兹席尔德找到
。
开始,许多人(其中包括伊斯雷尔自己)认为,既然黑洞必须是完美
球形,
个黑洞只能由
个完美球形物体坍缩而形成。所以,任何实际
恒星——从来都不是完美
球形——只会坍缩形成
个裸奇点。
然而,对于伊斯雷尔结果,
些人,特别是罗杰·彭罗斯和约翰·惠勒提倡
种不同
解释。他们论证道,牵涉恒星坍缩
快速运动表明,其释放出来
引力波使之越来越近于球形,到它终于静态时,就变成准确
球形。按照这种观点,任何非旋转恒星,不管其形状和内部结构如何复杂,在引力坍缩之后都将终结于
个完美
球形黑洞,其大小只依赖于它
质量。这种观点得到进
步
计算支持,并且很快就为大家所接受。
伊斯雷尔结果只处理
由非旋转物体形成
黑洞。1963年,新西兰人罗伊·克尔找到
广义相对论方程
描述旋转黑洞
族解。这些“克尔”黑洞以恒常速度旋转,其大小与形状只依赖于它们
质量和旋转
速度。如果旋转为零,黑洞就是完美
球形,这解就和施瓦兹席尔德解
样。如果有旋转,黑洞
赤道附近就鼓出去(正如地球或太阳由于旋转而鼓出去
样),而旋转得越快则鼓得越多。由此人们猜测,如将伊斯雷尔
结果推广到包括旋转体
情形,则任何旋转物体坍缩形成黑洞后,将最后终结于由克尔解描述
个静态。
1970年,在剑桥
位同事和研究生同学布兰登·卡特为证明此猜测跨出
第
步。他指出,假定
个稳态
旋转黑洞,正如
个自旋
陀螺那样,有
个对称轴,则它
大小和形状,只由它
质量和旋转速度所决定。然后
在1971年证明
,任何稳态旋转黑洞确实有这样
个对称轴。最后,在国王学院任教
大卫·罗宾逊利用卡特和
结果证明
这猜测是对
:这样
黑洞确实必须是克尔解。所以在引力坍缩之后,
个黑洞必须最终演变成
种能够旋转、但是不能搏动
态。并且它
大小和形状,只决定于它
质量和旋转速度,而与坍缩成为黑洞
原先物体
性质无关。此结果以这样
句谚语表达而成为众所周知:“黑洞没有毛。”“无毛”定理具有巨大
实际重要性,因为它极大地限制
黑洞
可能类型。所以,人们可以制造可能包含黑洞
物体
具体模型,再将此模型
预言和观测相比较。因为在黑洞形成之后,
们所能测量
只是有关坍缩物体
质量和旋转速度,所以“无毛”定理还意味着,有关这物体
非常大量
信息,在黑洞形成时损失
。下
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