Вращающаяся чёрная дыра — чёрная дыра , которая обладает моментом импульса , то есть вращается вокруг одной из своих осей симметрии .

Типы чёрных дыр

Известны четыре чёрные дыры, которые помогают представить решения эйнштейновских уравнений , описывающими силу тяжести в общей теории относительности . Две из них вращаются: чёрные дыры Керра и Керра — Ньюмена. Считается, что каждая чёрная дыра быстро разрушается и становится стабильной чёрной дырой, и, по теореме об отсутствии волос , (кроме квантовых флуктуаций) стабильные чёрные дыры могут быть полностью описаны в любой момент времени этими одиннадцатью числами:

• эквивалентность массы и энергии М ,
• импульс Р (три компонента),
• момент импульса J (три компонента),
• радиус-вектор х (три компонента),
• электрический заряд Q .

Эти числа представляют собой сохраняющиеся свойства объекта, которые можно определить с расстояния путём изучения его электромагнитных и гравитационных полей. Все остальные изменения чёрной дыры либо уйдут на бесконечность или будут проглочены чёрной дырой. Это потому, что всё, что происходит в пределах горизонта событий чёрной дыры не может повлиять на события вне её.

Следуя из этих характеристик, четыре вида чёрных дыр могут быть определены следующим образом:

Образование

Вращающиеся чёрные дыры образуются при гравитационном коллапсе массивных вращающихся звёзд или при коллапсе скопления звёзд или газа с общим моментом импульса отличным от нуля. Так как большинство звёзд вращается, предполагается, что и большинство чёрных дыр в природе являются вращающимися чёрными дырами. В конце 2006 года астрономы сообщили оценочные показатели скорости вращения чёрных дыр в Астрофизическом журнале . Чёрная дыра в Млечном пути , GRS 1915+105 , может вращаться 1150 раз в секунду , не приближаясь к теоретическому верхнему пределу.

Связь с гамма-всплесками

Образование вращающейся чёрной дыры из гиперновой звезды принято рассматривать как выбросы гамма-всплесков .

Преобразования в чёрную дыру Шварцшильда

Вращающаяся чёрная дыра может производить большое количество энергии за счёт своей вращательной энергии. Это происходит через в эргосфере чёрной дыры, область за пределами горизонта событий. В этом случае вращающаяся чёрная дыра постепенно уменьшается до — минимальной формы, от которой невозможно получить никакой энергии. Однако скорость вращения Керровской чёрной дыры никогда не достигнет нуля .

Метрика Керра и метрика Керра — Ньюмена

Понятие вращающейся чёрной дыры является решением уравнения Эйнштейна . Есть два известных точных решения — метрика Керра и решение Керра-Ньюмена , которые предположительно представляют все решения вращающихся чёрных дыр во внешней области.

См. также

• БХЛ-сингулярность — решение, представляющее внутреннюю геометрию чёрных дыр, образованных путём гравитационного коллапса.
• Процесс Пенроуза
• Эргосфера

Примечания

Дополнительная литература

• С. У. Мизнер, К. С. Торн, Дж. А. Уилер, Дж. Уилер, К. Торн, Гравитация (Физика) , 2-е изд. У. Фримен, Сентябрь 1973.
• Мелия, Фульвио, Галактическая Сверхмассивная Чёрная Дыра , Принстон U Нажмите, 2007
• Маквей, Джон У., Путешествие во времени , Скарборо Дом, 1990