Вращающаяся чёрная дыра считается одним из самых совершенных объектов природы. Как описывается в решении Керра уравнений гравитационного поля Эйнштейна, её пространственно-временная геометрия полностью характеризуется всего лишь двумя постоянными – масса и момент импульса – и иногда описывается афоризмом 'чёрные дыры не имеют волос'.
 
Частица, вращающаяся вокруг чёрной дыры всегда сохраняет свою энергию и момент импульса движения, но в ином случае обнаруживает сложную закрученную комкообразную структуру без видимого постоянства.

Однако в 1968 космолог и астрофизик Брэндон Картер доказал, что бурное вращение частицы всё же характеризуется ещё одной переменной, которая была названа ‘константа Картера’ (или интеграл Картера). Настоящее значение константы Картера до сих пор остаётся в некоторой степени загадкой, 40 лет спустя после её открытия.

Теперь Клиффорд М. Вилл, кандидат наук Вашингтонского университета в Сент-Луисе, показал, что даже в ньютоновой теории гравитации, для тела, движущегося в поле тяготения осесимметричного объекта в дополнение к компонентам энергии и момента импульса, существует сохраняющаяся величина, аналогичная интегралу Картера.

Более того, отклонение формы поля от сферической определяется системой уравнений, которые идентичны уравнениям Керра для чёрных дыр. Его поразило, что это в точности является отношением между моментами масс, описанном в теоремах об «отсутствии волос» у чёрной дыры (‘No hair’ theorems).

Автор исследования надеется, что новые знания об этом странном интеграле помогут в понимании того, как небольшие чёрные дыры движутся по орбите вращающихся массивных чёрных дыр в общей теории относительности, где релятивистская константа Картера играет ключевую роль. 

Источник