旋转黑洞又称克尔黑洞，它有两个视界和两个无限红移面，而且这四个面并不重合。视界才是黑洞的边界，是指任何物质(经典物理范围内)都无法逃脱的边界。无限红移面是指光在这个面上发生无限红移，即光从一个边界射出后发生引力红移，红移后的频率为零。这一边界就是无限红移面。先前没有提到是因为施瓦西黑洞和带电黑洞的视界和无限红移面是重合的，但是克尔黑洞并不重合，两个无限红移面分别在内视界内部和外视界外部，它们与视界所围成的空间分别叫做内能层和外能层。

特性

极端克尔黑洞

推广

作用

研究成果

旋转黑洞的原理

特性

在一定条件下，外能层中的物质可能穿出无限红移面进入外部世界。彭若斯证明在特定条件下，能量较低的粒子穿入能层后，可能从能层中获得能量，穿出时有较高的能量。这就是彭若斯过程。通过此过程反复操作可以提取黑洞的能量，使能层变薄。这些能量是黑洞的转动动能。能层变薄，黑洞转动动能减少。当能层消失后，克尔黑洞退化为不旋转的施瓦西黑洞，因此不能再继续以这种方式提取能量了。克尔黑洞中的中心奇异区不是一个点，而是一个奇环，就是由奇点围成的一条圆圈线。

极端克尔黑洞

当黑洞旋转速度加快，内外视界可能合二为一，称为极端克尔黑洞。当旋转速度再增加一点，视界消失，奇环裸露在外面。这与彭若斯的宇宙监督假设矛盾。因此在这一前提下，黑洞的转速是有限制的。当外部飞船飞入克尔黑洞时，会不可抗拒的穿过内外视界间的区域，进入内视界内部后可以在其中运动而不一定落在奇环上。而且飞船可以从这里进入其他宇宙，从另一个宇宙的白洞出来。这就是克尔黑洞预言的可穿越虫洞。可是上期曾说过，宇宙监督认为内视界内部区域不稳定，飞船可能还没有到达这个区域就已经撞向奇环了。因此宇宙监督不仅不允许我们的宇宙受奇异性的干扰，似乎也封住了一切可穿越虫洞的入口，不允许我们去发现另一个宇宙。

推广

纽曼等人把克尔解推广到带电情况，得到了一般黑洞解。由于一般黑洞与克尔黑洞结构相似，主要性质和一些主要现象都非常类似，因此不多做讲解。米斯纳从彭若斯过程中得到启发，认为彭若斯过程没有设定物体的大小。若物体是个基本粒子，就与激光的超辐射原理非常相似。这是受激辐射。爱因斯坦研究原子发光时，提出过存在受激辐射的同时一定存在自发辐射，通俗点讲就是原子发光。因此米斯纳提出黑洞存在自发辐射。后来研究表明，黑洞的确可以通过量子隧道效应辐射粒子，这部分粒子将带走黑洞的能量，角动量，和电荷。最终克尔黑洞，R-N黑洞和一般黑洞退化为施瓦西黑洞。施瓦西黑洞似乎仍是一颗只进不出的僵死的星，仍是恒星的最终归宿。然而霍金打破了僵局，发现了一切黑洞(包括施瓦西黑洞)的共同性质，施瓦西黑洞仍是不断演化的。

作用

科学家们观测到代号为GRO J1655-40的旋转黑洞附近的时空受到黑洞影响发生的凹陷现象，这将有助于科学家们测量黑洞的质量和旋转，从而完整的描述黑洞。

最近，科学家们利用NASA的罗西X射线定时探测器对该黑洞进行了总时间达到550小时的观测，并与1996年的观测数据进行了比较，发现这两次X射线谱完全一样，黑洞附近区域引力场很强，能够发射出一定频率的辐射。相隔九年的两次观测结果一致说明在现象背后有一个基本理论在起作用，这就是爱因斯坦预言的且非常罕见的时空弯曲。麻省理工学院卡夫利天体物理与太空研究所的Jeroen Homan和密歇根大学、荷兰阿姆斯特丹大学的科学家们在华盛顿召开的美国天文学会年会上宣布了他们的这项研究结果。

研究小组观测了代号为GRO J1655-40的黑洞附近100英里的区域，那里的物质相对稳定的围绕黑洞旋转，并以固定的频率做一些小的扰动，这是黑洞扭曲它附近的时空造成的。该黑洞系统的伴星的气体被黑洞吸引落入黑洞，在这个过程中温度逐渐升高，发射出X射线。

在长时间的观测中科学家们发现了X射线频率的涨落，这种现象称为准周期震荡。GRO J1655-40附近的X射线震荡频率从300赫兹到450赫兹不等。九年前的观测估计GRO J1655-40的质量大约是太阳质量的6.5倍。

“X射线的频率由黑洞的质量和转动速度决定。” Miller说，“对黑洞质量和旋转的测量很困难，但是幸运的是我们已经对黑洞的质量有了一个估计，通过物质接近黑洞边缘的运动行为，我们也能得到黑洞的旋转速度。所以，这是人类首次能够完整地描述一个黑洞的性质。”

研究成果

克尔在史瓦西解的基础上，让这个黑洞模型旋转起来，从而得到了克尔解所描述的黑洞。别小看这个旋转，在黑洞强大的引力下，不仅仅要考虑旋转引起的离心现象，还要考虑黑洞对外部时空的拖曳、对内部时空的扰动，以及相应的黑洞结构的改变和从而产生的影响。因此，克尔黑洞的结构比史瓦西黑洞复杂了许多。

旋转黑洞的原理

在旋转黑洞的最外层，由于旋转会产生对周围时空的拖曳效应（伦斯——梯林效应），存在着一个判断物体是否可以静止于时空中的静止界面。静止界面外的物体，可以通过推进器等装置在被拖曳的时空旋涡中相对于极远处的观测者静止不动，而在静止界面内，可以断定，物体一定会被黑洞的强大引力拖动，开始旋转。在这个界面内部，和史瓦西黑洞一样存在着视界，但是要比史瓦西视界更加复杂，因为在这里，视界分为两个：内视界和外视界。外视界是物体能否与外界通讯的分界面，而内视界是奇点的奇异性质能否影响外界的分界面。也就是说，进入外视界的物体，必定会被吸入奇点，然后被摧毁，但是还可以在达到内视界以前享受一段相对“安宁”的日子，而一旦进入了内视界，那么任何物体都会在内视界中奇点奇异性质的面前屈服，在达到奇点以前便被摧残殆尽。在外视界和静止界面之间，有一个相对十分广阔的区域，叫“能层”。在能层中蕴藏着黑洞旋转时的旋转能。从理论上，可以在静止界面外建立一个空间站，然后利用抛物投射来提取黑洞的旋转能，得到几乎无穷尽的能源。此外，在能层中，由于黑洞旋转带来的拖曳会将时空撕裂，从而产生穿越时空的虫洞。

在内视界内部，和史瓦西黑洞一样有一个奇异性质汇聚的地方，但是不像史瓦西黑洞那样是一个奇点，而是一个独特的奇异环，一个充满了量子效应奇异性质的面，安静地平躺在黑洞赤道面上。