二、黑洞的分类

一般物体都是由亿万个分子、原子组成的，具有极为复杂的结构。对它们的完整描述，包括对每个原子和分子状态的描述，需要亿万个参数。即使被爱丁顿称为“再简单不过”的恒星，也都具有质量、光度、体积、电磁状态、化学组成、核反应情况、大气和内部结构等多种参数。相对而言，黑洞才是真正简单的物体。

包括霍金在内的科学家用广义相对论表述的引力定律发现，黑洞一定是极其简单的怪物，黑洞的一切特性——它的引力作用、它对星光轨迹的偏转、它的表面形状和大小，仅由三个参数决定：质量、角动量以及电荷。其中角动量用于描述黑洞的旋转。对于一个黑洞来说，一旦这三个物理量确定下来，这个黑洞的特性也就唯一地确定了，这被称为黑洞的无毛定理，或称作黑洞的唯一性定理。

黑洞具有电荷的原因是作为黑洞前身的恒星都有电磁场，黑洞形成以后还从星际介质中吞噬带电粒子，因此在黑洞视界周围形成带电的外部时空。不过黑洞不会带太多电荷，假如电荷太多，它会很快从星际气体中吸引相反的电荷中和自己的电荷。黑洞具有角动量的原因是作为黑洞前身的恒星都在自转，坍缩成黑洞后依然会转动。恒星由于自转使得外形不是正球形，黑洞的视界也由于转动而变得比静态球形黑洞复杂。

由质量、电荷、角动量描述的黑洞有4种类型。无电荷、无转动的球对称黑洞，被称为史瓦西黑洞；无电荷但有转动的黑洞，被称为克尔黑洞；有电荷、无转动的球对称黑洞被称为雷斯勒-诺斯特诺姆黑洞；最普遍的情况是黑洞同时具有质量、角动量及电荷，也就是转动的带电黑洞，这样的黑洞被称为克尔-纽曼黑洞。实际上所有黑洞都在自转，无自转的黑洞只是一种简化的理论模型。

黑洞的数学模型并没有限制黑洞的质量和大小。由恒星坍缩形成的黑洞质量一般数倍于太阳质量，视界半径为几千米。此外，还存在质量达到太阳数十亿倍的巨型黑洞，尺度有整个太阳系那么大，也可能有质量相当于一座山（约10亿吨）而尺度只有质子大小的微型黑洞。