Moje pytanie jest w tytule: Do czy czarne dziury mają moment bezwładności?
Powiedziałbym, że jest to: $$ I ~ \ propto ~ M R_S ^ 2, $$ gdzie $ R_S $ to promień Schwarzschilda, ale nie mogę znaleźć niczego w literaturze.
Moje pytanie jest w tytule: Do czy czarne dziury mają moment bezwładności?
Powiedziałbym, że jest to: $$ I ~ \ propto ~ M R_S ^ 2, $$ gdzie $ R_S $ to promień Schwarzschilda, ale nie mogę znaleźć niczego w literaturze.
Prędkość kątowa czarnej dziury Kerra o masie $ M $ i momencie pędu $ J $ wynosi
$$ \ Omega = \ frac {J / M} {2M ^ 2 + 2M \ sqrt {M ^ 2 - J ^ 2 / M ^ 2}} $$
Moment bezwładności obiektu można traktować jako mapę od prędkości kątowej obiektu do jego momentu pędu. Jednak tutaj widzimy, że związek między tymi dwiema wielkościami jest nieliniowy. Jeśli chcemy pomyśleć o momencie bezwładności w zwykłym sensie, powinniśmy zlinearyzować powyższe równanie. Kiedy to robimy, znajdujemy związek
$$ J = 4 M ^ 3 \ Omega \ qquad (\ mathrm {to \ first \ order}) $$
A więc moment bezwładności jest
$$ I = 4 M ^ 3 $$
Innymi słowy, wyrażenie, które odgadłeś, jest poprawne, a stała proporcji to jedność. Zauważ, że skoro promień Schwarschilda czarnej dziury jest zaledwie dwa razy większy od jej masy, a jedynymi dwoma parametrami opisującymi czarną dziurę są jej masa i moment pędu, wszelkie liniowe relacje między prędkością kątową a momentem pędu naszej czarnej dziury musi mieć formę $ J = k \, M R_S ^ 2 \, \ Omega $ ze względu na wymiar.
Zauważ, że $ G = c = 1 $ przez cały czas.
EDIT.
Jak wskazano w komentarzach, nie jest oczywiste, jak należy zdefiniować prędkość kątową czarnej dziury. Ryzykując zbytnie techniczne podejście, możemy to zrobić w następujący sposób. Najpierw rozważ pole wektora zabijania $ \ xi = \ części_t + \ Omega \ części_ \ phi $ (używając współrzędnych Boyera-Lindquista), gdzie $ \ Omega $ jest zdefiniowane tak jak powyżej. Orbity lub krzywe całkowe tego pola wektorowego to linie $ \ phi = \ Omega t + \ mathrm {const.} $, Które odpowiadają obrotowi z prędkością kątową $ \ Omega $ względem stacjonarnego obserwatora w nieskończoności.
Można pokazać, że to pole wektorowe jest styczne do horyzontu zdarzeń, a jego orbity leżące na horyzoncie zdarzeń to geodezja .Te geodezje obracają się zatem z prędkością kątową $ \ Omega $ (w odniesieniu do obserwatora w nieskończoności), a zatem naturalne jest interpretowanie wielkości $ \ Omega $ jako prędkości kątowej czarnej dziury.Nie wiem, czy możliwe jest sformułowanie bardziej zdecydowanego stwierdzenia niż to.
Momenty bezwładności są definiowane względem danej osi obrotu.
Moment bezwładności to nazwa nadana bezwładności obrotowej, obrotowemu analogowi masy dla ruchu liniowego.Pojawia się w zależnościach dla dynamiki ruchu obrotowego.Moment bezwładności należy określić względem wybranej osi obrotu
Istnieją obracające się czarne dziury.
Obracająca się czarna dziura to czarna dziura posiadająca moment pędu.W szczególności obraca się wokół jednej ze swoich osi symetrii.
Zatem z definicji czarna dziura, ponieważ jest masywna, musi mieć moment bezwładności, po szczegóły patrz ee ten link lub ten link.