Was ist ein Rotierendes Schwarzes Loch?
Ein Kerr-Schwarzes-Loch ist ein rotierendes — und das heißt so gut wie alle. Sterne rotieren, der Kollaps erhält den Drehimpuls, und es gibt keine Möglichkeit, ihn unterwegs loszuwerden. Der Spin ist kein exotischer Sonderfall; der Sonderfall ist das nicht rotierende Schwarze Loch, und das existiert mit ziemlicher Sicherheit nirgends.
Die Rotation tut etwas, das keine andere Eigenschaft eines Schwarzen Lochs tut: Sie zieht die Raumzeit selbst mit sich. In der Nähe wird dieses Mitziehen total. Außerhalb des Horizonts gibt es einen Bereich — die Ergosphäre, begrenzt von einer abgeplatteten Fläche, die den Horizont an den Polen berührt und am Äquator ausbeult —, in dem Stillstehen nicht nur schwierig, sondern unmöglich ist, weil das Halten der Position gegen die Rotation des Raums schneller als Licht erforderte. Alles, was hineingerät, muss umlaufen.
Daraus folgt etwas, das Roger Penrose 1969 bemerkte, und es ist bemerkenswert. Schicken Sie ein Objekt in die Ergosphäre und teilen Sie es in zwei Teile, wobei eine Hälfte auf einer rückläufigen Bahn durch den Horizont fällt; die andere Hälfte kommt mit mehr Energie zurück, als das Ganze beim Eintritt besaß. Die Differenz zahlt das Schwarze Loch, das sich dabei leicht verlangsamt. Bis zu 29 % der Masse eines maximal rotierenden Schwarzen Lochs stecken als Rotationsenergie darin und lassen sich im Prinzip entnehmen. Es ist die effizienteste Energiequelle, die die Allgemeine Relativitätstheorie zulässt, und sie treibt die Jets von Quasaren und Blazaren an.
Die Szene macht den Spin auf drei Arten sichtbar, alle aus dem Integrator heraus und nicht aufgemalt. Der Schatten ist kein Kreis: Mitrotierendes Licht wird weiter herumgetragen als Licht, das gegen die Rotation kämpft, also flacht eine Seite ab und die ganze Silhouette verschiebt sich um etwa ein Fünftel ihres eigenen Radius von der optischen Achse — genau der Betrag, den die Kerr-Theorie für diesen Spin und Blickwinkel vorhersagt. Die innerste stabile Bahn ist fast auf den Horizont zusammengefallen, also beginnt die Scheibe viel weiter innen und läuft blauweiß statt orange. Und die Ergosphäre ist als zarte türkise Haut gezeichnet, sodass der Bereich, in dem nichts stillstehen kann, eine sichtbare Kante hat.