Вращающаяся чёрная дыра
Необходимо проверить качество перевода, исправить содержательные и стилистические ошибки. |
Вращающаяся чёрная дыра — чёрная дыра, которая обладает моментом импульса, то есть вращается вокруг одной из своих осей симметрии.
Типы чёрных дыр
[править | править код]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 следующими 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 (суммарно их одиннадцать) 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 поглощены 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:
Невращающиеся (от J = 0) | Вращающиеся (С J > 0) | |
Незаряженные (Q = 0) | Шварцшильда | Керра |
Заряженные (Q ≠ 0) | Рейсснера-Нордстрема | Керра-Ньюмана |
Образование
[править | править код]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[2], не приближаясь к теоретическому верхнему пределу.
Связь с гамма-всплесками
[править | править код]Образование вращающейся чёрной дыры из гиперновой звезды принято рассматривать как выбросы гамма-всплесков.
Преобразования в чёрную дыру Шварцшильда
[править | править код]Вращающаяся чёрная дыра может производить большое количество энергии за счёт своей вращательной энергии. Это происходит через процесс Пенроуза в эргосфере чёрной дыры, область за пределами горизонта событий. В этом случае вращающаяся чёрная дыра постепенно уменьшается до Шварцшильдовской чёрной дыры — 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, эти решения представляют типичные вращающиеся черные дыры вне горизонта событий. Эти решения считаются репрезентативными для практически всех возможных вращающихся черных дыр и позволяют моделировать и понимать их свойства и поведение во внешнем космосе.
См. также
[править | править код]- Керровские чёрные дыры как червоточины
- БХЛ-сингулярность — решение, представляющее внутреннюю геометрию чёрных дыр, образованных путём гравитационного коллапса.
- Процесс Пенроуза
- Эргосфера
- Спин-флип
- Момент взрыва чёрной дыры
Примечания
[править | править код]- ↑ Matt Visser: The Kerr spacetime — a brief introduction. arXiv:0706.0622, Page 35 Архивная копия от 18 октября 2019 на Wayback Machine
- ↑ Black hole spins at the limit | COSMOS magazine
Дополнительная литература
[править | править код]- 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