หลุมดำที่หมุนได้คือหลุมดำที่มีโมเมนตัมเชิงมุมวัตถุท้องฟ้าที่รู้จักในปัจจุบันทั้งหมด รวมถึงดาวเคราะห์ดาวฤกษ์( ดวงอาทิตย์ ) กาแล็กซีและหลุมดำ ล้วนหมุนรอบแกนใดแกนหนึ่ง^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

มีคำตอบที่แน่นอนของหลุมดำที่ทราบแล้วสี่คำตอบสำหรับสมการสนามของไอน์สไตน์ซึ่งอธิบายแรงโน้มถ่วงในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปสองในนั้นหมุนได้ ได้แก่ หลุมดำเคอร์และหลุมดำเคอร์-นิวแมน โดยทั่วไปเชื่อกันว่าหลุมดำทุกหลุมจะสลายตัวอย่างรวดเร็วกลายเป็นหลุมดำที่เสถียร และตามทฤษฎีไร้ขน (ยกเว้นความผันผวนทางควอนตัม) หลุมดำที่เสถียรสามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์ในทุกช่วงเวลาด้วยตัวเลข 11 ตัวนี้:

• มวล-พลังงานM ,
• โมเมนตัมเชิงเส้นP (สามองค์ประกอบ)
• โมเมนตัมเชิงมุมJ (สามองค์ประกอบ)
• ตำแหน่งX (ส่วนประกอบสามส่วน)
• ประจุไฟฟ้าQ​

ตัวเลขเหล่านี้แสดงถึงคุณสมบัติที่คงที่ของวัตถุ ซึ่งสามารถกำหนดได้จากระยะไกลโดยการตรวจสอบสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและสนามโน้มถ่วง การเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ทั้งหมดในหลุมดำจะหลุดออกไปสู่ระยะอนันต์หรือถูกหลุมดำกลืนกินไป เนื่องจากสิ่งใดก็ตามที่เกิดขึ้นภายในขอบฟ้าของหลุมดำจะไม่ส่งผลกระทบต่อเหตุการณ์ภายนอก

โดยพิจารณาจากคุณสมบัติเหล่านี้ หลุมดำทั้งสี่ประเภทสามารถนิยามได้ดังนี้:

โปรดทราบว่าหลุมดำทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์คาดว่าจะมีโมเมนตัมเชิงมุมที่ไม่เป็นศูนย์ เนื่องจากการก่อตัวผ่านการยุบตัวของวัตถุดาวฤกษ์ที่หมุนอยู่ แต่จะมีประจุเป็นศูนย์อย่างแท้จริง เนื่องจากประจุสุทธิใด ๆ จะดึงดูดประจุตรงข้ามอย่างรวดเร็วและทำให้เป็นกลาง ด้วยเหตุนี้ คำว่า "หลุมดำทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์" จึงมักสงวนไว้สำหรับหลุมดำเคอร์^{[ 5 ]}

หลุมดำหมุนเกิดขึ้นจาก การยุบตัวเนื่องจาก แรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ มวลมากที่หมุนอยู่ หรือจากการยุบตัวหรือการชนกันของกลุ่มวัตถุขนาดเล็ก ดาวฤกษ์ หรือก๊าซที่มีโมเมนตัมเชิงมุมรวมไม่เป็นศูนย์ เนื่องจากดาวฤกษ์ที่รู้จักทั้งหมดหมุนและการชนกันที่สมจริงมีโมเมนตัมเชิงมุมไม่เป็นศูนย์ จึงคาดว่าหลุมดำทั้งหมดในธรรมชาติเป็นหลุมดำหมุน^{[ 1 ] [ 2 ]}เนื่องจากวัตถุทางดาราศาสตร์ที่สังเกตได้ไม่มีประจุไฟฟ้าสุทธิที่มากพอ ดังนั้นมีเพียงวิธีแก้ปัญหาของเคอร์เท่านั้นที่มีความเกี่ยวข้องทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์

ในช่วงปลายปี 2549 นักดาราศาสตร์ได้รายงานการประมาณอัตราการหมุนของหลุมดำในวารสาร The Astrophysical Journalหลุมดำในทางช้างเผือกGRS 1915+105อาจหมุนได้ 1,150 ครั้งต่อวินาที^{[ 6 ]}ซึ่งเข้าใกล้ขีดจำกัดสูงสุดตามทฤษฎี

เชื่อกันว่า การก่อตัวของหลุมดำหมุนรอบตัวเองโดยดาวฤกษ์ยุบตัวนั้นสามารถสังเกตได้จากการปล่อยรังสีแกมมาออกมาเป็นช่วงๆ

หลุมดำที่หมุนได้สามารถผลิตพลังงานจำนวนมากโดยใช้พลังงานจากการหมุน^{[ 7 ] [ 8 ]}สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ผ่านกระบวนการเพนโรส ภายใน เออร์โกสเฟียร์ของหลุมดำในปริมาตรที่อยู่นอกขอบฟ้าเหตุการณ์^{[ 9 ]}ในบางกรณีของการสกัดพลังงาน หลุมดำที่หมุนได้อาจค่อยๆ ลดขนาดลงเป็นหลุมดำชวาร์ซชิลด์ ซึ่งเป็นการกำหนดค่าขั้นต่ำที่ไม่สามารถสกัดพลังงานเพิ่มเติมได้อีก แม้ว่าความเร็วในการหมุนของหลุมดำเคอร์จะไม่ถึงศูนย์ก็ตาม^{[ 10 ]}

หลุมดำหมุนได้เป็นคำตอบหนึ่งของสมการสนามของไอน์สไตน์มีคำตอบที่แน่นอนสองคำตอบที่ทราบกันดีอยู่แล้ว คือเมตริกเคอร์และเมตริกเคอร์-นิวแมนซึ่งเชื่อกันว่าเป็นตัวแทนของคำตอบทั้งหมดของหลุมดำหมุนได้ในบริเวณภายนอก

ในบริเวณใกล้เคียงกับหลุมดำ อวกาศจะโค้งงอมากจนรังสีแสงเบี่ยงเบน และแสงที่อยู่ใกล้มากอาจเบี่ยงเบนมากจนเดินทางวนรอบหลุมดำหลายรอบดังนั้น เมื่อเราสังเกตกาแล็กซีพื้นหลังที่อยู่ไกลออกไป (หรือวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ) เราอาจโชคดีที่ได้เห็นภาพเดียวกันของกาแล็กซีหลายครั้ง แม้ว่าจะบิดเบี้ยวมากขึ้นเรื่อยๆ ก็ตาม^{[ 11 ]} คำอธิบายทางคณิตศาสตร์ที่สมบูรณ์เกี่ยวกับวิธีที่แสงโค้งงอรอบระนาบเส้นศูนย์สูตรของหลุมดำเคอร์ได้รับการตีพิมพ์ในปี 2021 ^{[ 12 ]}

ในปี 2022 ได้มีการพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์แล้วว่าสมดุลที่รอย เคอร์ค้น พบ ในปี 1963 มีเสถียรภาพดังนั้นหลุมดำซึ่งเป็นคำตอบของสมการของไอน์สไตน์ในปี 1915 จึงมีเสถียรภาพ^{[ 13 ]}

หลุมดำที่หมุนได้มีสถานะอุณหภูมิสองสถานะที่สามารถดำรงอยู่ได้ คือ การให้ความร้อน (การสูญเสียพลังงาน) และการเย็นตัวลง^{[ 14 ]}

หลุมดำเคอร์เป็นกุญแจสำคัญในโครงการ "Swan Song" ของโจ เดวิส [ ^{15 ] [ 16 ] นอกจาก}นี้ยังเป็นองค์ประกอบสำคัญในภาพยนตร์เรื่อง Interstellar ปี 2014 อีกด้วย

• ระเบิดหลุมดำ
• พารามิเตอร์การหมุนของหลุมดำ
• การพลิกกลับของหลุมดำ
• จุดเอกฐาน BKL – คำตอบที่แสดงถึงรูปทรงเรขาคณิตภายในของหลุมดำที่เกิดจากการยุบตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วง
• เออร์โกสเฟียร์
• หลุมดำเคอร์ในฐานะรูหนอน
• กระบวนการเพนโรส
• วงแหวนเอกฐาน
• หลุมดำดวงดาว

• มิสเนอร์, ชาร์ลส์ ดับเบิลยู. ; ธอร์น, คิป เอส. ; วีลเลอร์, จอห์น อาร์ชิบัลด์ (1973). แรงโน้มถ่วง (ฉบับที่ 27). นิวยอร์ก, นิวยอร์ก: ฟรีแมน. ISBN 978-0-7167-0344-0.
• แมควีย์, จอห์น ดับเบิลยู. (1990). การเดินทางข้ามเวลา . สำนักพิมพ์สการ์โบโรห์เฮาส์. ISBN 978-0-8128-3107-8.
• เมเลีย, ฟุลวิโอ (2007). หลุมดำมวลมหาศาลในกาแล็กซี . พรินซ์ตัน: มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน. ISBN 978-0-691-13129-0.
• Brahma, Suddhasattwa; Chen, Che-Yu; Yeom, Dong-han (2021). "การทดสอบแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนรอบจากผลที่สังเกตได้ของหลุมดำหมุนที่ไม่เอกฐาน" Physical Review Letters . 126 (18) 181301. arXiv : 2012.08785 . Bibcode : 2021PhRvL.126r1301B . doi : 10.1103/PhysRevLett.126.181301 . ISSN  0031-9007 . PMID  34018784 . S2CID  229188123 .