Есть ли у черных дыр заряды? Если да, то как они будут измеряться? Кроме того, электричество ведет себя так же? Черные дыры воздействуют на фотоны, являющиеся переносчиками электромагнитного излучения, так влияют ли черные дыры на электрическую силу?
Наше нынешнее понимание предполагает, что черные дыры могут иметь электрический заряд, и что помимо массы и углового момента это единственные способы, которыми черные дыры могут обладать различимыми физическими свойствами. Это результат знаменитой теоремы об отсутствии волос , хотя имейте в виду, что окончательного доказательства этой теоремы пока не существует.
Однако, как указывает эта статья в Википедии о заряженных черных дырах, электрический заряд черной дыры, как правило, считается довольно небольшим.
Вдали от черной дыры вы могли бы, в принципе, измерить электрический заряд в том же самом, в котором вы измеряете любое другое электрическое поле, скажем, с помощью электрометра, хотя кажется, что достаточно сложно провести достаточно чувствительное измерение. По мере приближения к черной дыре на геометрию силовых линий будет влиять гравитация черной дыры, что отражается в ее пространственно-временной метрике . Опять же, если оставить в стороне практичность, в принципе также возможно измерить заряд черной дыры, измерив ее гравитационную сигнатуру с помощью метрики и найдя заряд, если уже известна ее масса.
Это два отдельных вопроса. Лучше не пытаться объединить два вопроса в один.
Отвечая на первый вопрос, да, черная дыра может иметь измеримый заряд. Вы измеряете его так же, как измеряете любой другой заряд. Впрочем, это все чисто теоретически. Многие реальные черные дыры были обнаружены и охарактеризованы по их массам, но нет никаких реальных шансов, что какая-либо черная дыра когда-либо будет иметь достаточный заряд, чтобы ее можно было измерить.
То, что черные дыры могут быть заряжены, мы знаем из того, что существуют решения уравнений поля Эйнштейна, такие как метрика Рейсснера – Нордстрема, в которой заряженная пробная частица испытывает силу, которой не испытывает нейтральная пробная частица. Теоремы об отсутствии волос для черных дыр явно допускают электрический заряд как наблюдаемый тип «волос», который может быть у черной дыры.
Отвечая на второй вопрос, уравнения Максвелла могут быть выражены в тензорной форме, и в этой форме они одинаково хорошо работают в общей теории относительности.
Дж. Г.