Введение

Черная дыра, обладающая угловым моментом. Вращающаяся черная дыра – это черная дыра, которая обладает угловым моментом. В частности, она вращается вокруг одной из своих осей симметрии. Все небесные объекты – планеты, звезды (Солнце), галактики, черные дыры – вращаются.

Формирование

Ротационные чёрные дыры образуются в результате гравитационного коллапса массивной вращающейся звезды или при коллапсе либо столкновении совокупности компактных объектов, звёзд или газа с суммарным ненулевым угловым моментом. Поскольку все известные звёзды вращаются, а реалистичные столкновения обладают ненулевым угловым моментом, предполагается, что все чёрные дыры в природе являются ротационными и приближаются к теоретическому верхнему пределу.

Связь с гамма-всплесками

Считается, что образование вращающейся чёрной дыры в результате коллапса сверхновой наблюдается в виде выбросов гамма-всплесков.

Превращение в черную дыру Шварцшильда

Вращающаяся чёрная дыра способна генерировать значительное количество энергии, используя свою энергию вращения. Это возможно посредством процесса Пенроуза внутри эргосферы чёрной дыры, в области за пределами горизонта событий. В некоторых случаях извлечения энергии вращающаяся чёрная дыра может постепенно превратиться в чёрную дыру Шварцшильда – минимальную конфигурацию, из которой дальнейшее извлечение энергии невозможно, хотя скорость вращения чёрной дыры Керра никогда полностью не достигнет нуля.

Метрика Керра, Метрика Керра-Ньюмана

Ротационная чёрная дыра является решением уравнения Эйнштейна. Существуют два известных точных решения — метрика Керра и метрика Керра — Ньюмана, которые, как считается, репрезентативны для всех вращающихся чёрных дыр в внешней области. Вблизи чёрной дыры пространство искривляется настолько сильно, что лучи света отклоняются, а свет, находящийся очень близко, может отклоняться настолько, что совершает несколько оборотов вокруг чёрной дыры. Следовательно, наблюдая за далёкой фоновой галактикой (или другим небесным телом), мы можем увидеть одно и то же изображение галактики несколько раз, хотя и всё более и более искажённое. Полное математическое описание того, как свет изгибается вокруг экваториальной плоскости чёрной дыры Керра, было опубликовано в 2021 году. В 2022 году математически было доказано, что равновесие, найденное Роем Керром в 1963 году, является стабильным, и, таким образом, чёрные дыры — являющиеся решением уравнения Эйнштейна 1915 года — стабильны.

Государственный переход

Вращающиеся чёрные дыры могут находиться в двух температурных состояниях: нагрев (потеря энергии) и охлаждение.

В популярной культуре

Черные дыры Керра широко используются в визуальной новелле 2009 года Steins;Gate (а также в телесериале / манге) из-за их потенциала для путешествий во времени. Однако в целях повествования эти возможности значительно преувеличены. Черные дыры Керра также играют ключевую роль в проекте "Лебединая песня" Джо Дэвиса. Они также являются важным элементом фильма 2014 года "Интерстеллар".