Экстремальная чёрная дыра

Экстремальная чёрная дыра — понятие теоретической физики, чёрная дыра с минимально возможной массой, которая может обладать данным зарядом и моментом импульса[1]. Иными словами, это чёрная дыра заданной массы с наибольшей допустимой скоростью вращения — при большей скорости горизонт событий исчезает.

В классической динамике чёрных дыр существует теорема неуменьшения площади горизонта, которая, в частности, приводит к тому, что никакими процессами раскрутить уже существующую чёрную дыру быстрее экстремальной невозможно[2]. С квантовой точки зрения такие дыры тоже интересны тем, что они являются стабильными и не выделяют излучение Хокинга.

Считается, что чёрные дыры в центрах активных галактик как минимум близки к экстремальным, так как падающий на них газ несёт с собой обычно момент импульса, превышающий предельный, и поэтому он раскручивал бы их сильнее, чем в случае внесения дополнительной массы. «Лишний» момент импульса, как предполагается, выбрасывается в процессе аккреции в виде релятивистских струй — джетов.

В теориях суперсимметрии экстремальные чёрные дыры часто являются суперсимметричными объектами: они инвариантны относительно некоторых суперзарядов. Это является следствием связи Богомольного — Прасада — Зоммерфельда. Такие чёрные дыры являются стабильными и не выделяют излучение Хокинга. Их энтропия[3] может быть рассчитана с помощью теории струн.

Шон Кэрролл из Калтеха высказал предположение, что энтропия экстремальной чёрной дыры равна нулю. Кэрролл объясняет отсутствие энтропии за счёт возникновения отдельного измерения внутри экстремальной чёрной дыры[4].

Гипотетические электронные чёрные дыры являются, в терминах этой теории, «супер-экстремальными» (обладающими бо́льшим зарядом и моментом импульса, чем экстремальная чёрная дыра той же массы).