在旋轉(zhuǎn)黑洞能層中靜止的物體是超光速的。這句話聽起來是相當(dāng)矛盾的：物體怎么可能既靜止又超光速呢？為了理解這句話背后的真實情況，我們還得從基礎(chǔ)說起。
類時、類光和類空
在20世紀之前，人們認為時間是脫離三維空間的獨立維度。在三維空間中，不管坐標系是如何選取的，兩個固定點的距離是恒定的，我們可以用如下公式表示：ds²=dx²+dy²+dz²。
后來，閔科夫斯基提出，洛倫茲變換是由三維空間和一維時間所構(gòu)成的四維時空的變換。從此，單獨的空間和單獨的時間便不復(fù)存在，而只有二者的結(jié)合才是一項真實的存在。為了紀念他，人們把狹義相對論中的四維時空對應(yīng)的幾何叫作閔科夫斯基幾何。
在閔科夫斯基幾何中，兩點之間的距離不再是一個不變的值，取而代之的是兩個事件之間的時空間隔，我們可以用公式表示： ds²=-c²dt²+dx²+dy²+dz²。與三維空間中的距離不同，時空間隔ds²不僅可以是正數(shù)，也可以是負數(shù)和零。
使ds²<0的區(qū)域是類時的，這是一個不必超過光速就可以到達的區(qū)域，兩個事件之間可以有因果關(guān)系；使ds²=0的區(qū)域是類光的，在這個區(qū)域當(dāng)中只能以光速運動，兩個事件之間只能有一種因果關(guān)系；使ds²>0的區(qū)域是類空的，這是一個只有超光速才能到達的區(qū)域，事件之間沒有因果關(guān)系。
克爾-紐曼黑洞
在愛因斯坦發(fā)表廣義相對論不久，史瓦西就得到了第一個解，我們稱之為史瓦西解。但史瓦西解是比較簡單的，只和質(zhì)量有關(guān)。后來，又有物理學(xué)家把帶電量也加入進去，得到了帶電施瓦西解，或稱為R-N解。1963年，克爾考慮了旋轉(zhuǎn)的情況，得到了克爾解。后來，紐曼等人把克爾解推廣到帶電的情況，得到了克爾-紐曼解。在G=C=1的自然單位制下，我們可以把它寫成如下形式：
從這個公式我們可以看出，它由質(zhì)量M、電荷Q和角動量J這三個參數(shù)所決定，角動量J是以單位質(zhì)量角動量a=J/M來表示。當(dāng)角動量為零時，它會退化成R-N解；當(dāng)電荷為零時，它會退化成克爾解；當(dāng)角動量和電荷為零時，它會退化成史瓦西解。
從上圖兩個式子我們可以看出，無限紅移面和視界并不像我們所熟悉的史瓦西黑洞一樣是重疊的。在無限紅移面和視界之間，就是所謂的能層：外無限紅移面和外視界之間是外能層，內(nèi)無限紅移面和內(nèi)視界之間是內(nèi)能層。此外，內(nèi)外兩個視界之間的區(qū)域是單向膜區(qū)，進入此區(qū)域的物體將不可避免向內(nèi)部落去。
拖拽效應(yīng)
現(xiàn)在，我們考慮一個在克爾-紐曼時空中靜止的物體。此時，dr=dθ=dΦ=0，我們可以將克爾-紐曼解寫成以下形式：
事實上，物體在無限紅移面和能層中會被迫轉(zhuǎn)動，而這種轉(zhuǎn)動是旋轉(zhuǎn)黑洞的引力場所拖動的。因為無限紅移面是時空中物體可靜止和不可靜止的一個邊界，所有它也被叫作靜界。
