[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Zgodnie z tą koncepcją, dowolna nie rolująca gwiazda, niezależnie od swego kształtu i struktury wewnętrznej, kończy po grawitacyjnym zapadnięciu się jako doskonale sferyczna czarna dziura, której wielkość zależy wyłącznie od masy.Dalsze rachunki potwierdziły słuszność tej koncepcji i została ona powszechnie przyjęta.Rezultaty otrzymane przez Israela dotyczyły wyłącznie czarnych dziur powstałych z nie obracających się obiektów.W 1963 roku Nowozelandczyk Roy Kerr podał zbiór rozwiązań równań ogólnej teorii względności opisujących rotujące czarne dziury.Czarne dziury Kerra obracają się ze stałą prędkością, a ich kształt i wielkość zależą tylko od mas i prędkości rotacji.Przy zerowej prędkości obrotowej czarna dziura jest dokładnie sferyczna i rozwiązanie Kerra pokrywa się z rozwiązaniem Schwarzschilda.Jeśli prędkość obrotowa jest niezerowa, to czarna dziura wybrzusza się w pobliżu swego równika (podobnie jak Ziemia i Słońce wybrzuszają się wskutek swej rolacji); im szybciej czarna dziura się kręci, tym większe jest jej wybrzuszenie.Aby wyniki Israela rozszerzyć, tak aby objęły też obracające się ciała, wysunięto hipotezę, że każdy obracający się obiekt, który ulega grawitacyjnemu zapadaniu i tworzy czarną dziurę, kończy w stanie stacjonarnym opisanym przez rozwiązanie Kerra.Udowodnienie tej hipotezy zajęło kilka lat.Najpierw, w 1970 roku, mój kolega ze studiów doktoranckich w Cambridge, Brandon Carter, wykazał, że jeśli stacjonarna, rotująca czarna dziura ma, podobnie jak wirujący bąk, oś symetrii, to jej wielkość i kształt mogą zależeć tylko od masy i prędkości rotacji.Następnie, w roku 1971, udało mi się udowodnić, że, istotnie, każda stacjonarna, rotująca czarna dziura posiada oś symetri.W końcu, w 1973 roku, David Robinson z Kings College w Londynie udowodnił, opierając się na wynikach Cartera i moich, poprawność wspomnianej hipotezy: taka czarna dziura musi rzeczywiście być opisana rozwiązaniem Kerra.A zatem, po grawitacyjnym zapadnięciu się dowolnego obiektu, powstała czarna dziura musiosiągnąć stan stacjonarny; w takim stanie może ona obracać się, ale nie może pulsować.Co więcej, jej kształt i wielkość zależą tylko od masy i prędkości obrotowej, nie zaś od szczegółów budowy ciała, z którego powstała.Ten wynik przyjęło się określać maksymą “czarna dziura nie ma włosów".Twierdzenie o “braku włosów" ma wielkie znaczenie praktyczne, ponieważ ogromnie ogranicza liczbę potencjalnych typów czarnych dziur.Pozwala to nam budować szczegółowe modele obiektów zawierających czarne dziury i porównywać wynikające z nich przewidywania z obserwacjami.Oznacza to też, że ogromna ilość informacji o zapadającym się ciele jest tracona w momencie utworzenia się czarnej dziury, gdyż odtąd można już tylko zmierzyć jego masę i prędkość obrotową.Doniosłe znaczenie tego faktu wyjaśnione będzie w następnym rozdziale.Czarne dziury stanowią jeden z tych nielicznych wypadków w historii nauki, gdy teoria została szczegółowo rozwinięta jako czysto matematyczny model, zanim pojawiły się jakiekolwiek obserwacyjne dowody jej poprawności.Ten fakt stanowił główny argument przeciwników koncepcji czarnych dziur: jakże można wierzyć w istnienie obiektów, za którymi przemawiały wyłącznie rachunki, oparte na tak wątpliwej teorii, jak ogólna teoria względności? — pytali.Jednakże w 1963 roku Maarten Schmidt, astronom z obserwatorium na Mt.Pa-lomar w Kalifornii, zmierzył przesunięcie ku czerwieni światła docierającego z bardzo słabego, podobnego do gwiazdy obiektu, położonego w tym samym punkcie na niebie, co źródło fal radiowych zwane 3C273 (to jest źródło numer 273 w trzecim katalogu radioźródeł opracowanym w Cambridge) [ Pobierz całość w formacie PDF ]