科學家模擬出克爾黑洞圖像

美國華盛頓大學的物理學家協同法國學者成功模擬出克爾黑洞圖像。與其復雜的理論模型不同，該圖像令人驚訝的簡單。這項成果不但有助于更好地理解克爾黑洞的構造與轉動黑洞的引力場，還可將理論假說和圖像相比較，促進理論的進一步完善。

由于所有恒星都自轉，其形狀必不能成為嚴格的球形，因此亦不能由球對稱的理論來描述。1963年，新西蘭物理學家羅伊-克爾得到了能描述不帶電旋轉恒星的愛因斯坦引力場方程的解，這一理論對于天文學的意義，不亞于一種新基本粒子的發現，因他之名，由這類恒星坍縮形成的黑洞就叫克爾黑洞。

克爾黑洞以恒常速度旋轉，根據愛因斯坦引力場方程，一顆規縮成黑洞的轉動恒星的引力場會最終達到一個平衡狀態，這個狀態只依賴于兩個參量，即質量和角動量，后者代表恒星的旋轉的速度，類似于基本粒子的自旋。

一直以來，這類帶有角動量的黑洞，被稱之為自然界最完美的物體之，其相關的守恒定律與理論假說在問世40年后仍然神秘莫測。而今模擬圖顯示：克爾黑洞首先是軸對稱的，即繞對稱軸轉動，作短程線運動的試驗粒子其能量是守恒的；同時其繞對稱軸的角動量分量也守恒；另外其還允許試驗粒子遵循第三個守恒定律；而在克爾黑洞中，所有的數理方程，包括支配引力波傳播的一些方程，都可以分離變量，因而得到明確的解。

研究人員可借由圖像分析，在克爾黑洞環境中如何依據廣義相對論來描述小質量黑洞繞大質量黑洞進行旋轉的動作。同時，雖說圖像的建立由理論模型而來，但研究人員仍希望，可視化的成果亦能對引力波天文學領域的理論起到或修正或補充的作用。