Co to jest czarna dziura Kerra?

Pytanie

Pyta walenty

Co to jest czarna dziura Kerra? Czy takie obiekty istnieją w kosmosie, czy jest to tylko model matematyczny?

Odpowiedź

Odpowiada Andrzej Okołów

Czarna dziura Kerra jest częścią czasoprzestrzeni Kerra. Pole grawitacyjne w tej czasoprzestrzeni jest stacjonarne (czyli w pewnym sensie stałe w czasie), osiowo symetryczne oraz próżniowe – ta ostatnia cecha oznacza, że w całej czasoprzestrzeni Kerra (poza tzw. osobliwością) nie ma żadnej materii.

W czasoprzestrzeni tej istnieje horyzont zdarzeń, a obszar pod horyzontem to właśnie czarna dziura Kerra. Stacjonarność pola grawitacyjnego w czasoprzestrzeni Kerra interpretuje się jako przejaw niezmienności w czasie czarnej dziury, a osiową symetrię tego pola jako przejaw obrotu czarnej dziury. Z kolei brak materii w czasoprzestrzeni Kerra oznacza w szczególności brak pola elektromagnetycznego, co przenosi się na elektryczną obojętność czarnej dziury.

Zatem, krótko mówiąc, czarna dziura Kerra to stała w czasie, obracająca się i pozbawiona ładunku elektrycznego czarna dziura.

Wyżej wymienione cechy pola grawitacyjnego w czasoprzestrzeni Kerra nie odpowiadają ściśle cechom pola grawitacyjnego istniejącego w rzeczywistej czasoprzestrzeni i w tym sensie czasoprzestrzeń Kerra jest wyidealizowanym modelem matematycznym. Okazuje się jednak, że model ten w zadowalający sposób opisuje otoczenie astrofizycznych czarnych dziur powstałych w wyniku kolapsu obracających się obiektów gwiazdowych.