Спустя десять лет после первого обнаружения гравитационных волн, возникших при столкновении двух чёрных дыр, международная группа исследователей LIGO-Virgo-KAGRA, в которую входит профессор астрономии Колумбийского университета Максимилиано Изи, зафиксировала сигнал от практически идентичного столкновения чёрных дыр.
Благодаря усовершенствованию технологий обнаружения учёные смогли наблюдать чёрные дыры почти в четыре раза чётче, чем десять лет назад. Это позволило подтвердить два важных предсказания: чёрные дыры при слиянии могут только увеличиваться в размерах или оставаться стабильными (как предсказывал физик Стивен Хокинг), а при возмущении они «звенят», как колокол, что соответствует общей теории относительности Альберта Эйнштейна.
«Этот беспрецедентно чёткий сигнал слияния чёрных дыр, известный как GW250114, позволяет проверить некоторые из наших важнейших гипотез о чёрных дырах и гравитационных волнах», — отметил Изи.
В 1971 году Стивен Хокинг предположил, что горизонт событий чёрной дыры — её внешняя граница, за которой ничто, включая свет, не может вырваться наружу — никогда не может уменьшаться в размерах.
В 2021 году, используя данные детектора гравитационных волн LIGO, Изи и его коллеги исследовали гравитационные волны — высокоэнергетические колебания в ткани пространства-времени, испускаемые при столкновении двух сливающихся чёрных дыр. Это позволило экспериментально подтвердить теорию Хокинга. Газета The New York Times отмечала, что если бы это подтверждение появилось при жизни Хокинга, оно могло бы помочь ему получить Нобелевскую премию.
Новые результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters, подтверждают предыдущие выводы с гораздо более высокой точностью. Они демонстрируют, что площадь поверхности образовавшейся чёрной дыры никогда не бывает меньше суммы площадей двух первоначальных чёрных дыр, которые её создали. Такой уровень точности удалось достичь благодаря использованию данных с обоих детекторов LIGO, расположенных в штатах Вашингтон и Луизиана.
Исследователи также смогли выделить и проанализировать гравитационные волны, испускаемые чёрными дырами после слияния. Измеряя высоту тона и продолжительность волн, они получили больше информации о структуре и свойствах образовавшейся чёрной дыры. Этот процесс работает аналогично тому, как анализ звука, издаваемого полым инструментом, может рассказать о размере и форме как самого инструмента, так и предмета, которым по нему ударили.
Учёные подтвердили, что образовавшаяся чёрная дыра соответствует так называемой «чёрной дыре Керра». Математик Рой Керр в 1960-х годах решил уравнения пространства-времени Эйнштейна, предложив детальное математическое описание того, какими должны быть гравитация, пространство и время чёрной дыры.
Физики считают, что все чёрные дыры должны описываться решением Керра, однако подтвердить это крайне сложно. Изучая колебания конечной чёрной дыры в этом исключительно чётком сигнале, Изи и коллаборация LIGO получили наиболее прямые доказательства того, что чёрные дыры ведут себя именно так, как предсказывал Керр.
«В следующем десятилетии детекторы гравитационных волн, подобные LIGO, будут продолжать совершенствоваться, предоставляя нам всё более чёткое представление о чёрных дырах и их тайнах, — сказал Изи. — Мне не терпится узнать, какие открытия нас ждут впереди».
Читайте также: Черные дыры это квантовые компьютеры
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.