|
Наблюдения за слиянием двойных черных дыр
|
|
|
|
Международная группа исследователей, в том числе профессор Бадри Кришнан из Университета Радбауд, подтвердила важное свойство черных дыр, известное как теорема об отсутствии волос, с помощью наблюдений гравитационных волн. Их исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Примечательным фактом природы является то, что черные дыры — чрезвычайно простые объекты. Фактически, каждая черная дыра в нашей Вселенной полностью описывается всего двумя числами: ее массой и угловым моментом (или «спином»). Это не относится к обычным звездам или планетам, которые состоят из гораздо более сложного распределения материи. Как и любая другая звезда, черные дыры имеют «квазинормальные режимы». Большинству читателей это знакомо как свойство колокола: при ударе молотком колокол издает спектр тонов, которые со временем медленно затухают. Эти тоны определяются многими факторами, такими как форма колокола, конкретный материал, из которого он сделан, и т. д.
|
|
|
Подобным же образом возмущенная черная дыра излучает характерный спектр сигналов гравитационных волн, которые имеют определенные частоты и затухают со временем. В свете теоремы об отсутствии волос спектр квазинормальных мод черной дыры должен быть сильно ограничен, поскольку весь спектр также должен определяться всего двумя числами. Таким образом, когда мы получаем сигнал гравитационной волны от звезды, включающей как минимум две квазинормальные моды, мы можем использовать это свойство, чтобы определить, является ли она на самом деле черной дырой или нет. Чтобы проверить это свойство черных дыр, команда повторно проанализировала данные сигнала гравитационной волны от события слияния двойных черных дыр, известного как GW190521. Это событие было обнаружено обсерваториями LIGO и Virgo в мае 2019 года. Используя более чувствительные методы, они обнаружили сюрприз, скрытый в данных: второй, гораздо более слабый квазинормальный режим, пропущенный предыдущим анализом.
|
|
|
|
Это стало большой неожиданностью, поскольку считалось, что для такого обнаружения потребуются гораздо более чувствительные детекторы, которые станут доступны только в середине 2030-х годов. «Более 20 лет назад мы предложили такие наблюдения как средство проверки природы черных дыр», — говорит Бадри Кришнан. «В то время мы не верили, что нынешние детекторы LIGO и Virgo смогут наблюдать несколько режимов звонка. Поэтому эти результаты меня особенно обрадовали. «Пока мы не обнаружили никаких отклонений от предсказаний общей теории относительности, и Эйнштейн по-прежнему прав. Наш анализ показывает, что частоты и времена затухания квазинормальных мод согласуются с предсказаниями общей теории относительности».
|
|
|
|
Источник
|
