커 블랙홀(Kerr Black Hole)

커 블랙홀(Kerr Black Hole) 블랙홀의 중심에는 하나의 기이한 고리가 있고, 안과 밖 두 개의 시야가 있습니다. 내시계는 블랙홀의 기이한 경계이고 외시계는 빠져나갈 수 없는 경계입니다. 한번 외시계에 빠지면 블랙홀의 기이함에 당장 무너지지는 않겠지만, 이 때 당신은 불가피하게 내시계에 빠지게 될 것입니다. 두 경계면은 양극에서만 접합니다.케르블랙홀의 최외곽에는 양시계 외에 정지한계(정계) 또는 무한홍이면(無限紅移面)이라고 하는 경계가 있습니다. 정계는 케르 블랙 홀에서 나오는 참고계 드래그 효과로, 흔히 케르 블랙 홀이 회전할 때 주변 시공간을 드래그하면서 함께 돌게 됩니다. 정계에서 시공간의 '회전속도'는 광속(光速)과 같다는 뜻으로, 정계에서 비행선이 아무래도 상대적으로 정지(靜止·물체가 움직이는 최대 속도는 광속)할 수 없다는 뜻입니다. 정계는 케르헤르홀의 진정한 경계가 아닙니다. 정계와 시계 사이의 겹겹을 에너지층이라고 합니다. 커 블랙홀은 화이트홀과 연결될 수 있기 때문에 커 블랙홀에 들어간 물체는 기로에 부딪히지 않는 한 화이트홀에서 나올 수 있습니다.

 

커 블랙홀은 아인슈타인장 방정식의 예언에 따른 각동량을 가진 블랙홀의 일종으로 두 종류의 회전 블랙홀 중 하나입니다. 아인슈타인 방정식은 이 두 개의 삼량에만 의존하는 정확한 해(解)가 있습니다. 1962년 뉴질랜드의 물리학자 로이 커(RoyKerr)가 얻은 이 해는 블랙홀을 돌리는 중력장을 묘사하고 있습니다. 이 이론적 발견은 새로운 기본 입자의 발견 못지않게 중요한 천문학적 의의를 가지고 있습니다. 커 블랙홀은 정적인 스와시 블랙홀보다 물리적 블랙홀에 가깝습니다. 대부분의 항성들은 일정한 자전각동량을 가지고 있기 때문에 블랙홀로 붕괴할 때 일부 각동량을 유지합니다. 

모든 항성은 자전하고 있습니다. 따라서 엄격한 구형이 아니라 양극에서 약간 변화합니다. 따라서 실제 항성의 중력 붕괴는 구 대칭의 스와시해에 의해 정확하게 묘사될 수 없습니다. 실제로 항성 주변의 시공간의 기하학은 중력파의 발생으로 상당히 복잡해집니다.
중력파가 기하학을 어지럽히는 이유는 모든 운동물질(예를 들어 항성 하나를 돌리는 것)의 중력장이 시간에 따라 변하기 때문입니다. 따라서 중력에 의한 시공간의 굴곡이 매 순간마다 변화하여 새로운 물질구조를 반영하게 됩니다. 이런 재조절은 일종의 '주름'처럼 빛의 속도로 배경 기하학 속으로 퍼져 나갑니다.

공대칭성이 가장 나쁜 항성 붕괴는 가장 많은 중력파를 내뿜습니다. 일단 시야가 형성되면 항성이 무너져 블랙홀이 되고 상황은 바로 간소화됩니다. 시야가 형성되는 순간에도 그 모양이 불규칙하고 심한 진동을 보일 수 있지만 1초도 안 되는 시간에는 중력파가 모든 불규칙성을 지워버립니다. 그리하여 시계는 진동을 멈추고 단일하고 평활한 형태, 즉 원심력에 의해 양극이 납작해지는 타구면이 됩니다.

블랙홀로 축소된 항성을 돌리는 중력장은 결국 평형 상태에 도달합니다. 이 상태는 단지 두 개의 삼량, 즉 질량과 각동량에 의존합니다. 후자는 항성의 회전을 상징하며, 이는 입자의 스핀과 유사합니다.
커는 스와시해를 바탕으로 이 블랙홀 모형을 회전시켜 켈해가 묘사하는 블랙홀을 얻었습니다. 이 스핀을 우습게 생각하지 마세요. 블랙홀의 강력한 중력 아래 스핀에 의한 원심현상뿐만 아니라 블랙홀의 외부 시공간에 대한 끌림, 내부 시공간에 대한 요란, 그에 따른 블랙홀의 구조 변화와 그에 따른 영향을 고려해야 합니다. 그래서 크르헤르홀은 슈바르시 블랙홀보다 구조가 훨씬 복잡해졌습니다.

커 블랙홀의 가장 바깥 층에는 회전으로 인해 주변 시공간에 대한 끌림 효과(렌스-티린 효과)가 발생하기 때문에 시공간에 물체가 정지할 수 있는지 여부를 판단하는 정지계면이 존재합니다. 정지계면 밖의 물체는 추진체 등의 장치를 통해 끌리는 시공간의 소용돌이 속에서 멀리 떨어진 관측자에 대해 정지할 수 있으며 정지계면 안에서는 반드시 블랙홀의 강력한 중력에 의해 물체가 끌려 회전하기 시작한다고 단정할 수 있습니다. 이 경계면 내부에는 스와시 블랙홀과 같이 시야가 존재하지만 스와시보다 훨씬 복잡합니다. 왜냐하면 여기서 시야는 내시계와 외시계로 나뉘기 때문입니다. 외시계는 물체가 외부와 통신할 수 있는 경계면이고, 내시계는 특이점이라는 기이한 성질이 외부의 경계면에 영향을 미칠 수 있는지 여부입니다. 즉, 외시계에 진입한 물체는 기점 속으로 빨려 들어가 파괴되지만, 내시계에 도달하기 전에는 상대적으로 '평온'한 날을 누릴 수 있고, 내시계에 진입하면 어떤 물체도 내시계의 기점 기점 앞에 굴복하여 기점 앞에 도달하기 전에 파괴되는 것입니다. 잔존. 외시계와 정지계면 사이에 '능층'이라고 하는 비교적 넓은 영역이 있습니다. 에너지층에 블랙홀이 회전할 때의 회전 에너지가 매장되어 있습니다. 이론상으로는 있을 수 있습니다. 정지계면 위에 하나를 만듭니다.우주 정거장, 그리고 포물을 이용하여 투사합니다. 블랙홀의 회전 에너지를 추출합니다거의 무궁무진하게 에너지를 얻습니다. 또한 에너지층에서는 블랙홀의 회전에 의한 드래그로 시공간이 찢어져 시공간을 초월하는 벌레가 발생합니다.

내시계 내부에는 스와시 블랙홀과 같이 기이한 성질이 모여 있는 곳이 있지만, 스와시 블랙홀처럼 기점이 아닌 독특한 기이한 고리, 양자효과 기이한 성질이 가득한 면이 블랙홀 적도면에 조용히 누워있습니다.
특히, 스와시 기하학은 구형의 물체의 중력장을 묘사합니다. 물체가 정지되어 있든 없든 간에, 케르시 기하학은 단지 시계가 형성되고 모든 기형이 중력파에 의해 제거된 후에만 적용되며, 항성을 회전시키는 실제 붕괴 과정에는 사용할 수 없습니다.

 

성질

커 블랙홀에는 에너지층이 있기 때문에 그 속에서 에너지를 추출할 수 있는 한 층을 의미합니다. 커 블랙홀의 에너지는 질량에 대응하는 중력세력과 회전에 대응하는 회전운동에너지의 두 부분을 구성합니다. 우리가 추출할 수 있는 것은 회전 에너지입니다.

 

추출 방법: 비행선을 에너지층으로 보내어 블랙홀 반대 방향으로 무거운 물건을 던지고 빨리 떠나게 합니다. 이 과정은 블랙홀이 돌아가는 각동량을 낮추고 줄어든 부분은 우주선으로 옮겼으며, 또 회전량도 낮아져 이 부분 에너지가 우주선으로 옮겨갔고, 이것이 블랙홀에서 에너지를 뽑아냈습니다. 하지만 블랙홀도 손해는 안 봤습니다. 돌릴 수 있는 능력을 잃었지만 큰 물질을 얻었습니다.블랙홀은 회전능력에 연연하지 않고 시야의 면적에 연연해 있습니다. 블랙홀에서는 어떠한 활동도 시야면적이 줄어들지 않고, 이러한 과정은 시야면적이 늘어나기 때문에 가능한 것입니다.

분류
블랙홀의 열동역학에서는 황금 비율이 의외로 작용합니다. 일반적으로 블랙홀을 회전하지 않는 것(각운동량 0)과 회전하는 것 두 종류로 나눌 수 있는데, 회전하는 블랙홀을 '켈 블랙홀'이라고 합니다. 커 블랙홀은 또 두 가지 상태로 존재합니다. 하나는 에너지를 상실했을 때 가열되는 것이고, 다른 하나는 냉각되는 것입니다. 이 두 가지 상태는 서로 전환되기도 하는데, 전환 조건은 질량의 제곱과 각동량의 제곱의 비율이 '황금 비율'일 때만 성립합니다.

관련 연구
미국 워싱턴대의 물리학자들이 프랑스 학자들과 함께 커 블랙홀 이미지를 시뮬레이션하는 데 성공했습니다. 복잡한 이론 모델과 달리 이 그림은 놀라울 정도로 간단합니다. 이 성과는 케르 블랙홀의 구조와 블랙홀을 돌리는 중력장을 더 잘 이해하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라 이론 가설과 그래픽을 비교하여 이론의 보완을 촉진할 수 있습니다.

모든 항성이 자전하기 때문에 그 모양이 엄격한 구형이 될 수 없기 때문에 구대칭의 이론에 의해서도 설명될 수 없습니다. 1963년 뉴질랜드 물리학자 로이 커는 항성을 전기적으로 회전시키지 않는 아인슈타인의 중력장 방정식을 묘사할 수 있는 이론을 얻었는데, 이 이론은 천문학적 의미 못지않게 새로운 소립자의 발견에 큰 의미를 두고 있는데, 그의 이름에 의해 이런 항성이 무너져 내려 생긴 블랙홀을 커 블랙홀이라고 합니다.

커 블랙홀은 항상 회전합니다. 아인슈타인 중력장 방정식에 따르면 블랙홀로 축소된 항성을 회전시키는 중력장은 결국 하나의 평형 상태에 도달합니다. 이 상태는 두 개의 삼량, 즉 질량과 각동량에 의존합니다. 후자는 항성의 회전 속도를 의미하며, 기본 입자의 스핀과 유사합니다.

이러한 각동량을 가진 블랙홀은 자연계의 가장 완벽한 물체 중 하나로 알려져 왔으며, 그에 대한 보존법칙과 이론적 가설은 세상에 나온 지 40년이 지나도록 신비롭기만 합니다. 오늘날 아날로그 그림에 따르면, 커 블랙홀은 먼저 대칭축 주위를 회전하며, 단거리 운동을 하는 시험 입자의 에너지가 일정하고, 대칭축을 도는 각동량 분량이 일정하며, 또한 시험 입자가 제3의 보존법칙을 따를 수 있도록 허용하고, 커 블랙홀에서는 중력파 전파를 지배하는 일부 방정식을 포함하여 모든 수리 방정식이 변수를 분리할 수 있기 때문에 명확하게 해석됩니다.