Вселенная — это бескрайнее пространство, охватывающее всё существующее: от мельчайших частиц до огромных галактик и звёздных систем. Её возраст оценивается примерно в 13,8 миллиарда лет, начиная с момента Большого взрыва. На протяжении всего этого времени Вселенная расширялась и эволюционировала, формируя сложные структуры, такие как звёзды, планеты и туманности.
"). Несмотря на то что они не излучают собственный свет и известны прежде всего своей колоссальной гравитацией, современные исследования показывают, что практически все черные дыры вращаются, причем некоторые из них делают это с невероятной скоростью. Именно скорость вращения определяет, насколько эффективно черная дыра поглощает [вещество](https://hanga.su/glossary/substance "Вещество — это форма материи, обладающая массой и занимающая пространство. Оно состоит из атомов, молекул или элементарных частиц, взаимодействующих между собой посредством фундаментальных сил. Основные состояния вещества включают твёрдое, жидкое, газообразное и плазму, однако современная физика дополнительно выделяет экзотические формы, такие как конденсат Бозе–Эйнштейна, кварк-глюонная плазма и сверхтекучие фазы.
"), формирует мощные релятивистские струи, влияет на окружающее [пространство](https://hanga.su/glossary/extent "Пространство — одно из базовых понятий в математике, физике и философии, обозначающее упорядоченное множество элементов (точек, событий, состояний), для которого определены некоторые структуры или отношения.
") и даже на эволюцию целых [галактик](https://hanga.su/glossary/galaxy "Галактика — это крупная гравитационно связанная система, состоящая из звёзд, межзвёздного газа, пыли, тёмной материи и звездных скоплений. Все компоненты галактики удерживаются общей гравитацией, формируя сложную динамическую структуру. В зависимости от формы и характеристик выделяют несколько основных типов галактик: спиральные, эллиптические и неправильные. Каждая из них имеет свою историю формирования и эволюции, связанную с процессами звездообразования, столкновениями и взаимодействиями с соседними галактическими системами.
"). Однако определить предельную скорость вращения черной дыры оказалось значительно сложнее, чем предполагали ученые. Новое исследование показывает, что современные наземные инструменты пока не способны окончательно разрешить этот вопрос. Для этого астрономам, вероятнее всего, придется вынести часть телескопов в космос. В общей [теории](https://hanga.su/glossary/theory "Теория – это фундаментальная часть науки, которая объясняет наблюдаемые явления и помогает предсказывать будущие события. Она создаётся на основе тщательных исследований, экспериментов и анализа данных. Теория – это больше, чем просто идея; она должна быть проверяема, объяснять существующие факты и быть способной к развитию.
") относительности вращающаяся черная дыра описывается решением Керра. В отличие от невращающихся объектов, такие черные дыры не только искривляют пространство-[время](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
"), но и буквально увлекают его за собой. Это явление известно как эффект увлечения системы отсчета или frame dragging. В непосредственной близости от горизонта событий пространство начинает вращаться вместе с самой черной дырой, заставляя вещество и даже свет двигаться по необычным траекториям. Скорость вращения играет ключевую роль практически во всех физических процессах возле черной дыры. Чем быстрее вращение, тем ближе к горизонту событий может существовать аккреционный диск, тем больше [энергии](https://hanga.su/glossary/energy "Энергия — одно из ключевых понятий физики и фундаментальная характеристика материи. Она выражает способность системы совершать работу, создавать движение или вызывать изменения в окружающем мире. Энергия существует в различных формах — механической, тепловой, электрической, химической, ядерной и других — и может переходить из одной формы в другую, но никогда не исчезает, что отражает закон сохранения энергии.
") удается извлечь из падающего [вещества](https://hanga.su/glossary/substance "Вещество — это форма материи, обладающая массой и занимающая пространство. Оно состоит из атомов, молекул или элементарных частиц, взаимодействующих между собой посредством фундаментальных сил. Основные состояния вещества включают твёрдое, жидкое, газообразное и плазму, однако современная физика дополнительно выделяет экзотические формы, такие как конденсат Бозе–Эйнштейна, кварк-глюонная плазма и сверхтекучие фазы.
") и тем мощнее могут становиться струи [плазмы](https://hanga.su/glossary/plasma "Плазма — это особое, четвертое состояние вещества наряду с твёрдым, жидким и газообразным. Она представляет собой ионизированный газ, состоящий из положительно заряженных ионов и свободных электронов. Плазма формируется, когда газ подвергается высокотемпературному воздействию или сильному электромагнитному полю, в результате чего атомы теряют электроны. Такое состояние характеризуется высокой проводимостью, чувствительностью к электромагнитным полям и способностью излучать свет.
"), выбрасываемые на тысячи и даже миллионы световых лет. На протяжении нескольких десятилетий астрофизики спорят о том, существует ли фундаментальный предел скорости вращения черной дыры и какие процессы не позволяют ей ускоряться бесконечно. Наиболее известная модель была предложена лауреатом Нобелевской премии Кипом Торном еще в 1970-х годах. Согласно этой теории, вращение ограничивается примерно 99,8% максимально возможного значения. Главным тормозящим механизмом становятся фотоны, испускаемые горячим аккреционным диском. Излучение переносит часть углового момента и постепенно препятствует дальнейшему ускорению черной дыры. Спустя несколько десятилетий появилась альтернативная гипотеза. Согласно ей, значительно более важную роль играют мощные магнитные поля, возникающие вокруг черной дыры. Они формируют релятивистские струи, которые выносят часть энергии вращения в окружающее пространство. В результате максимальная скорость оказывается заметно ниже — около 93,75% теоретического предела. Разница между двумя моделями кажется небольшой, однако именно она позволяет определить, какие физические процессы доминируют в окрестностях сверхмассивных черных дыр и каким образом они взаимодействуют со своими галактиками. До последнего [времени](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
") проверить эти гипотезы было практически невозможно. Настоящий прорыв произошел после создания Телескопа горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) — уникальной международной сети радиотелескопов, работающих как единый гигантский инструмент благодаря технологии интерферометрии со сверхдлинной базой. Именно EHT впервые позволил получить изображения сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87, а затем и черной дыры [Стрелец A\*](https://hanga.su/glossary/sagittarius-a "Стрелец A* — сверхмассивная чёрная дыра, расположенная в самом центре галактики Млечный Путь. Этот объект находится примерно в 27 тысячах световых лет от Земли и считается гравитационным ядром нашей галактики. Масса Стрельца A* превышает массу Солнца примерно в четыре миллиона раз.
") (Sgr A\*) в центре [Млечного Пути](https://hanga.su/glossary/milky-way "Млечный Путь — гигантская спиральная галактика, частью которой являются Солнце, Земля и миллиарды других звёздных систем. Ночью он виден как светлая туманная полоса, пересекающая небо, однако на самом деле это лишь внутренний взгляд изнутри огромного звёздного диска диаметром около 100–200 тысяч световых лет.
"). Эти снимки стали одним из крупнейших достижений современной астрономии и подтвердили многие предсказания общей [теории относительности](https://hanga.su/glossary/theory-of-relativity "Специальная теория относительности (1905) описывает законы физики для объектов, движущихся с постоянной скоростью, особенно близкой к скорости света. Её ключевым положением стало утверждение, что скорость света постоянна во всех системах отсчёта. Из этого следуют удивительные эффекты: замедление времени, сокращение длин и эквивалентность массы и энергии, выраженная знаменитой формулой E=mc².
"). Тем не менее новое исследование показывает, что даже столь впечатляющий инструмент пока не обладает достаточной разрешающей способностью для решения задачи определения максимальной скорости вращения. Чтобы проверить возможности существующих наблюдений, исследователи построили чрезвычайно детальные трехмерные модели [поведения](https://hanga.su/glossary/behavior "Поведение – это способ, с помощью которого живые организмы адаптируются к окружающей среде, взаимодействуют друг с другом и реагируют на внешние стимулы. От элементарных движений клеток до сложных социальных структур у животных – каждый аспект поведения раскрывает удивительные механизмы выживания и адаптации.
") плазмы возле черной дыры с использованием общей релятивистской магнитогидродинамики. Эти вычисления позволяют одновременно учитывать влияние сильной гравитации, магнитных полей, движения горячей плазмы и искривления пространства-времени. Затем специалисты смоделировали два варианта вращения черной дыры — в соответствии с обеими конкурирующими теориями. После этого были построены синтетические изображения, максимально точно имитирующие данные, которые способен получить Телескоп горизонта событий. Результат оказался неожиданным. Практически все наблюдаемые характеристики обеих моделей оказались почти идентичными. Размер аккреционного диска, яркость окружающей плазмы, форма релятивистских струй, распределение поляризации и изменение светимости различались настолько слабо, что современные наблюдения не позволяют надежно определить, какая из теорий ближе к реальности. Однако исследование выявило другую перспективную возможность. Внутри яркого светящегося кольца, которое обычно видно на изображениях черных дыр, скрывается значительно более тонкая структура — фотонное кольцо. Фотонное кольцо представляет собой чрезвычайно узкую область, сформированную светом, который совершил один или несколько оборотов вокруг черной дыры, прежде чем покинуть ее окрестности и достичь Земли. Эти фотоны движутся по крайне сложным траекториям, определяемым исключительно сильной гравитацией. Именно форма и структура фотонного кольца содержат наиболее точную [информацию](https://hanga.su/glossary/information "Информация – основа познания, связующая науку, технологии и общество. Она представлена в виде данных, сигналов, знаний и сообщений, передающихся от источника к получателю с помощью различных носителей. В природе информация кодируется ДНК, в технологиях – цифровыми системами, а в культуре – языками и символами.
") о скорости вращения черной дыры и свойствах окружающего пространства-времени. Проблема заключается в том, что размеры этой области настолько малы, что существующие наземные телескопы не способны ее различить. Для наблюдения фотонного кольца потребуется разрешение примерно в четыре раза выше, чем может обеспечить нынешний Телескоп горизонта событий. Именно здесь на сцену выходит перспективный международный проект Black Hole Explorer (BHEX). В настоящее время эта космическая миссия находится на стадии разработки. Ее основная идея заключается в размещении радиотелескопа на околоземной орбите, который будет работать совместно с крупнейшими наземными обсерваториями. Такой подход позволит значительно увеличить расстояние между элементами интерферометра, а значит, существенно повысить угловое разрешение всей системы. Фактически ученые создадут виртуальный телескоп размером, превосходящим диаметр Земли. Если проект будет реализован, астрономы смогут впервые напрямую наблюдать фотонное кольцо вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец A\*. Это позволит определить форму [пространства](https://hanga.su/glossary/extent "Пространство — одно из базовых понятий в математике, физике и философии, обозначающее упорядоченное множество элементов (точек, событий, состояний), для которого определены некоторые структуры или отношения.
") в непосредственной близости от горизонта событий и значительно точнее измерить параметры вращения. Подобные исследования имеют значение далеко не только для изучения самих черных дыр. Скорость их вращения тесно связана с процессами роста галактик, образованием релятивистских джетов, распределением энергии в межгалактической среде и даже с историей формирования сверхмассивных объектов во Вселенной. Кроме того, точные измерения могут стать одной из самых строгих проверок общей теории относительности в экстремальных условиях. Если реальные наблюдения будут заметно отличаться от предсказаний теории Эйнштейна, это может стать первым свидетельством существования новой физики, выходящей за рамки современных представлений о гравитации. Особый интерес представляет и сама черная дыра Стрелец A\*, расположенная примерно в 26 тысячах световых лет от Земли в центре нашей галактики. Ее масса составляет около четырех миллионов масс Солнца, что делает этот объект наиболее удобной природной лабораторией для проверки фундаментальных законов физики. Несмотря на впечатляющий прогресс последних лет, исследователи подчеркивают, что человечество пока находится лишь в начале эпохи непосредственного изучения горизонтов событий. Новое поколение космических интерферометров, более чувствительных радиотелескопов и совершенствование методов моделирования плазмы обещают вывести исследования черных дыр на принципиально новый уровень. Если миссия Black Hole Explorer будет успешно реализована в ближайшее десятилетие, один из самых продолжительных споров современной астрофизики — о предельной скорости вращения черных дыр — наконец может получить окончательный ответ. Одновременно ученые получат возможность увидеть самые экстремальные области пространства-времени с беспрецедентной детализацией и проверить фундаментальные законы Вселенной в условиях, которые невозможно воспроизвести ни в одной земной лаборатории. **Ссылка:** «Наблюдательные свойства сверхмассивных черных дыр с почти максимальным вращением» [ DOI: 10.48550/arxiv.2603.02520.](https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2603.02520 "DOI: 10.48550/arxiv.2603.02520") - [ Исследования ](https://hanga.su/research) - [ Космос ](https://hanga.su/space) - [ Физика ](https://hanga.su/physics) - [ Энергетика ](https://hanga.su/energy) - [ Квантовые технологии ](https://hanga.su/quantum-technologies) - [ Астрофизика ](https://hanga.su/astrophysics) - Понравилось: 23 - Похожие материалы: [Гравитационные волны могут раскрыть тайну темной материи вокруг черных дыр](https://hanga.su/1813,2026) | [Гравитационные волны раскрыли существование нескольких поколений черных дыр](https://hanga.su/2232,2026) | [Древние струи черных дыр: NASA обнаружило рекордные выбросы возрастом 11 млрд лет](https://hanga.su/865,2025) | [Нелинейный звон черных дыр: как новая теория раскрывает скрытую архитектуру гравитационных волн](https://hanga.su/919,2025) | [Новый взгляд на Вселенную: обнаружение скрытых сверхмассивных черных дыр с помощью гравитационных волн](https://hanga.su/450,2025) | [Столкновения черных дыр могут подчиняться закону энтропии: физики предложили новый способ предсказывать их поведение](https://hanga.su/2202,2026) Загрузка следующей статьи...