1963년 수학자 로이 커(Roy Kerr)는 시공간을 정확하게 설명하는 아인슈타인 방정식의 해법을 찾았습니다.
각운동량은 물리적임을 기억하십시오.회전 운동의 양을 특징짓는 양으로 질량이 얼마나 회전하는지, 공간에 어떻게 분포되어 있는지, 회전 자체가 발생하는 각속도에 따라 달라집니다.
블랙홀이란?
도움이 되는 블랙홀에는 네 가지 유형이 알려져 있습니다.일반 상대성 이론에서 중력을 설명하는 아인슈타인 방정식의 해법을 제시합니다. 그 중 두 개는 회전합니다. 이들은 커(Kerr) 블랙홀과 커-뉴먼(Kerr-Newman) 블랙홀입니다.
사진: ESO/M. Kornmesser, CC BY 4.0, Wikimedia Commons를 통해
Kerr 블랙홀은 유명한 이름의 이름을 따서 명명되었습니다.수학자 로이 커. 회전하는 블랙홀의 행동을 설명하는 방정식의 해를 찾은 사람은 바로 그 사람이었습니다. 그 후, 그들은 Ezra Newman에 의해 보충되었습니다. 그는 회전 운동을 특징으로하는 거대한 물체가있는 시공간의 기하학을 정확하게 설명했습니다. Kerr-Newman 블랙홀을 일반적으로 정적 인 Schwarzschild 홀과 구별하는 것은 후자의 요소입니다. 또한 Kerr-Newman 블랙홀에는 ergosphere가 있습니다. 이것은 사건의 지평선과 정적 한계 사이에 위치한 회전하는 블랙홀 근처의 시공 영역임을 상기하십시오. 에르고스피어 내의 물체는 Lense-Thirring 효과로 인해 불가피하게 블랙홀과 함께 회전합니다.
무엇이 문제입니까?
블랙홀이 안정되면 결국중력파의 영향을 받은 후에도 Kerr의 수학적 설명으로 돌아갑니다. 이 우주 거인이 불안정하다면 아인슈타인의 중력 이론은 근본적인 수준에서 변경되어야 하고 과학계는 우주 거인에 대한 모든 지식을 수정해야 할 것입니다. 모든 것이 Kerr의 안정성이 정당하다는 것을 시사했지만 증명할 수 없었습니다.
과학자들은 무엇을 알아 냈습니까?
문제를 해결하기 위해 과학자들은 질문을 보았습니다.블랙홀에 떨어지는 중력파가 블랙홀을 변화시키거나 완전히 파괴할 수 있는지 여부. 예를 들어, 와인 잔을 상상해보십시오. Quanta Magazine은 씁니다. 충분한 음파가 전달되면 진동하기 시작하고 정전 용량의 공진 주파수와 정확히 일치하기 시작합니다. 그 결과 물리학자들은 중력파가 블랙홀에 부딪힐 때 비슷한 공명형 현상이 일어날 수 있는지 궁금해했다.
사진: NASA 고다드 우주 비행 센터
연구에서 과학자들은 다음과 같이 발표했습니다.중력파가 커 블랙홀의 사건 지평선을 가로질러 커 블랙홀 "내부"에 도달하면 발생합니다. 계산 결과에 따르면 이것이 질량과 회전을 변경할 수 있지만 여전히 Kerr 방정식으로 설명되는 개체입니다.
따라서 연구자들은 천천히회전하는 블랙홀은 중력파에 약간 노출되어도 "붕괴"되지 않습니다. 이론가들은 앞으로 몇 년 안에 그들의 결과를 임의의 각운동량의 경우로 일반화할 수 있기를 바라고 있습니다.
결론은 무엇입니까?
지금까지 안정성은천천히 회전하는 블랙홀, 블랙홀의 각운동량 대 질량의 비율이 1보다 훨씬 작습니다. 빠르게 회전하는 물체에 대해서는 과학자들이 확신하지 못했습니다. 또한 물리학자들은 동일한 안정성을 제공하기 위해 질량에 대한 각운동량의 비율이 얼마나 작아야 하는지 알지 못했습니다.
그들의 긴 시간에는 단 한 걸음밖에 없다는 것을 생각하면이 증거는 작은 각운동량의 가정을 기반으로 하며, 연구의 공동 저자인 Princeton 대학의 Sergiu Kleinerman은 "10년 말까지 Kerr 가설이 완전히 해결된다면 전혀 놀라운 일이 아닐 것입니다. 안정성이 나타납니다."
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표지 사진: ESO/L. Calçada, CC BY 4.0, Wikimedia Commons