Изначально эта концепция казалась весьма перспективной: она не опровергает теорий Эйнштейна, но при этом позволяет описывать вращающиеся черные дыры, подобные тем, что мы наблюдаем в космосе. Однако сейчас появляются серьезные вопросы, ставящие эту концепцию под сомнение.
Черная дыра формируется либо при коллапсе ядра массивной звезды (черная дыра звездной массы), либо в процессе слияния массивных объектов, таких как пары нейтронных звезд, а также вследствие поглощения значительного объема материи, в том числе других черных дыр (сверхмассивные черные дыры, расположенные в центрах галактик).
Что происходит с веществом, поглощенным черной дырой, и как это влияет на само пространство-время – это задача, которую астрофизики активно решают, стремясь найти математическое объяснение. Значительную поддержку в этих исследованиях оказывает Альберт Эйнштейн, чья Общая теория относительности описывает, как Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца, а вся Солнечная система – вокруг черной дыры, расположенной в центре нашей галактики. Следует отметить, что вращение происходит вокруг общего центра притяжения, то есть центра масс).
По мнению Эйнштейна, любая масса искривляет пространство-время. Когда вещество концентрируется в определенной области, формируется своего рода «воронка», затягивающая все в себя, подобно водовороту. На основе этого астрофизики стремятся воссоздать эту картину и внутри горизонта событий – условной «поверхности» черной дыры.
В 1963 году новозеландский математик Рой Керр представил свою интерпретацию. Он вычислил физические параметры вращающейся черной дыры, и его расчеты хорошо согласуются с тем, что мы наблюдаем во Вселенной: многие звезды вращаются вокруг своей оси, следовательно, при гравитационном коллапсе их ядер должно происходить аналогичное явление. Кроме того, в галактиках наблюдается вращение. Недавно астрофизики подсчитали, согласно современным исследованиям, наше центральное галактическое ядро Стрелец А* функционирует вблизи границ своих физических возможностей.
Каковы же явления внутри черной дыры Керра? Горизонт событий является лишь одной из линий невозврата в этой системе. Он отделяет область пространства-времени, где еще действуют законы физики, от той, где они прекращают свое существование. Есть подозрения, что человек мог бы выжить после пересечения горизонта событий Стрельца А*. Некоторые гипотезы предполагают, что его разрывало не сразу, а другие считают, что он оставался бы цел.
Второй, внутренний горизонт черной дыры называют горизонтом Коши – термин, введенный Пенроузом и Хокингом в 1966 году. Сингулярность располагается именно внутри этого горизонта. С точки зрения удаленных наблюдателей, горизонт Коши представлялся бы в виде диска, находящегося в плоскости экватора черной дыры. Считается, что за этим рубежом пространство-время прекращает свое существование, по крайней мере, в той форме, которая доступна нашему пониманию. Однако в 2018 году математики Михалис Дафермос и Джонатан Люк высказали предположение, что оно присутствует, но «не обладает достаточной гладкостью» для применения уравнений Эйнштейна.
Новое исследование, проведенное астрофизиками из Дании, Чехии, Италии и Новой Зеландии, заставляет усомниться в обоснованности концепции Керра объяснили они в своей статье для Physical Review Letters, поскольку внутренний горизонт черной дыры не способен удерживать энергию неограниченно долго, существует предел, после достижения которого ее стабильность нарушается. Исследователи утверждают, что это подразумевает, что черные дыры, поглощающие вещество, не могут существовать бесконечно. Однако это не согласуется с результатами наблюдений.
К примеру, в Кембриджском университете установили, согласно исследованиям, черная дыра, расположенная в центре галактики М87 (известная как «первая сфотографированная», хотя на самом деле запечатлели не ее саму, а лишь ее «тень»), имеет возраст, близкий к возрасту Вселенной: ей насчитывается свыше 13 миллиардов лет. Сфотографировать ее стало возможным благодаря свечению вещества, окружающего ее и поглощаемого ею – аккреционного диска. По оценкам, ежегодно в черную дыру падает масса, эквивалентная массе одного Солнца. За время своего существования она успела накопить массу, превышающую массу шести миллиардов Солнц.