|
Эйнштейн и Хокинг были правы в отношении черных дыр
|
|
|
|
Черные дыры — независимо от их звездных, промежуточных или сверхмассивных размеров — являются одними из самых удивительных объектов во Вселенной. Они также являются одними из самых сложных для изучения. В конце концов, как вы анализируете объект с такой огромной гравитацией, что даже свет не может вырваться наружу?
|
|
|
|
Что ж, в 2015 году лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) предоставила убедительный вариант, обнаружив самую первую гравитационную волну, которая возникла в результате столкновения двух черных дыр много лет назад. Для такого катастрофического космического события возникающий в результате столкновения “стрекот” для непосвященных звучит не так уж сильно. Но для астрофизиков, изучающих черные дыры, высокие частоты этих слияний — как предшествующих столкновению, так и следующих за ним — могут дать огромное количество информации.
|
|
|
|
Из—за технологических ограничений того времени записи о первоначальном слиянии в 2015 году не содержали достаточного количества данных для подтверждения двух известных теорий о черных дырах: идеи о том, что черные дыры могут быть описаны только массой и вращением, и теоремы Стивена Хокинга о площади, согласно которой горизонт событий черной дыры может только увеличиваться со временем.
|
|
|
|
После десятилетия совершенствования технологий и методов обнаружения ученые, наконец, получили “чрезвычайно детальное представление о сигнале как до, так и после слияния черных дыр”, - говорится в заявлении для прессы Максимилиано Изи, астрофизика из Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрона. Isi, наряду с десятками других участников сотрудничества LIGO-Virgo-KAGRA, опубликовала в журнале Physical Review Letters исследование, в котором подробно описываются эти новые высокоточные данные о слиянии черных дыр. Это исследование основано на предыдущей работе Isi, в которой была предпринята попытка выделить эти космические оттенки, используя данные за 2015 год.
|
|
|
|
|
|
|
“Это самый четкий взгляд на природу черных дыр”, - сказали в Isi. “Мы нашли одни из самых убедительных доказательств того, что астрофизические черные дыры - это черные дыры, предсказанные общей теорией относительности Альберта Эйнштейна”.
|
|
|
|
В этой новой статье ученые проанализировали другое слияние черных дыр (GW250114), в результате которого образовалась черная дыра массой в 63 Солнца, вращающаяся с ошеломляющей скоростью 100 оборотов в секунду. По данным Max-Planck-Gesellschaft, это был “самый четкий гравитационно-волновой сигнал на сегодняшний день”, авторы смогли фактически “услышать”, как растут обе черные дыры, когда они сливаются в одну, подтверждая как теорему Хокинга о площади, так и метрику Керра (описывающую черные дыры, используя только массу и спин).
|
|
|
|
Подтверждение теоремы Хокинга о площади приводит к параллелям со Вторым законом термодинамики, который гласит, что энтропия должна увеличиваться или оставаться постоянной с течением времени. Авторы предполагают, что, исследуя термодинамику черных дыр, мы могли бы узнать больше о еще больших космических загадках, в первую очередь о квантовой гравитации.
|
|
|
|
“Это действительно важно, что размер горизонта событий черной дыры ведет себя как энтропия”, - говорится в заявлении Isi для прессы. “Это имеет очень глубокие теоретические последствия и означает, что некоторые аспекты черных дыр могут быть использованы для математического исследования истинной природы пространства и времени”.
|
|
|
|
В следующем десятилетии детекторы гравитационных волн станут в 10 раз чувствительнее, чем сегодня, и уже разрабатываются планы по созданию преемника LIGO, известного как космическая антенна лазерного интерферометра (LISA), который будет исследовать гравитационные волны на еще более низких частотах (в том числе те, которые исходят от сверхмассивных черных дыр)..
|
|
|
|
Вот уже более ста лет изучение черных дыр было в основном теоретическим, но постоянно растущая точность детекторов гравитационных волн позволяет обнаружить некогда скрытую часть Вселенной.
|
|
|
|
Источник
|
