|
Анализ подтверждает теорию слияния черных дыр
|
|
|
|
Спустя десять лет после того, как ученые впервые обнаружили гравитационные волны, исходящие от двух сталкивающихся черных дыр, исследовательская группа LIGO-Virgo-KAGRA collaboration, в которую входит профессор астрономии Колумбийского университета Максимилиано Изи, зарегистрировала сигнал от столкновения почти идентичных черных дыр.
|
|
|
|
Усовершенствования в технологии обнаружения позволили исследователям видеть черные дыры почти в четыре раза четче, чем десять лет назад, и подтвердить два важных предсказания: что сливающиеся черные дыры всегда увеличиваются в размерах или остаются стабильными, как предсказывал покойный физик Стивен Хокинг, и что, когда их потревожат, они исчезнут. звените, как колокол, как и предсказывала общая теория относительности Альберта Эйнштейна.
|
|
|
|
"Этот беспрецедентно четкий сигнал о слиянии черных дыр, известный как GW250114, подвергает проверке некоторые из наших самых важных предположений о черных дырах и гравитационных волнах", - сказал Isi.
|
|
|
|
В 1971 году Стивен Хокинг предсказал, что горизонт событий черной дыры — ее внешняя граница, за пределы которой ничто, включая свет, вырваться не может, — никогда не сможет уменьшиться в размерах.
|
|
|
|
В 2021 году, используя данные детектора гравитационных волн LIGO, Иси и его коллеги изучили гравитационные волны — высокоэнергетическую рябь в ткани пространства-времени, - испускаемые столкновением двух сливающихся черных дыр, чтобы подтвердить теорию Хокинга наблюдениями. В то время газета "Нью-Йорк таймс" писала, что если бы подтверждение Isi поступило до того, как Хокинг скончался, это, возможно, помогло бы ему получить Нобелевскую премию.
|
|
|
|
|
|
|
Новые результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters, подтверждают этот предыдущий результат с гораздо большей точностью, предлагая дополнительные доказательства того, что площадь поверхности объединенной черной дыры никогда не бывает меньше суммы двух первоначальных черных дыр, которые ее создали. В новой статье удалось достичь этой беспрецедентной точности, используя данные с обоих детекторов LIGO, один из которых расположен в штате Вашингтон, а другой - в Луизиане.
|
|
|
|
Исследователи также смогли выделить и проанализировать гравитационные волны, испускаемые черными дырами после их слияния. Измерив высоту и продолжительность волн, они смогли узнать больше подробностей о структуре и свойствах объединенной черной дыры. (Этот процесс работает во многом так же, как анализ высоты звука, издаваемого полым инструментом, может дать вам представление о размере и форме как самого инструмента, так и предмета, который по нему ударился.)
|
|
|
|
Исследователи подтвердили, что объединенная черная дыра соответствовала так называемой "черной дыре Керра". Математик Рой Керр, работавший в 1960-х годах, решил пространственно-временные уравнения Эйнштейна, предложив подробное математическое решение того, какими должны быть точные гравитация, пространство и время черной дыры.
|
|
|
|
Физики считают, что все черные дыры должны описываться решением Керра, но подтвердить это, как известно, непросто. Изучая колебания последней черной дыры в этом исключительно четком сигнале, Isi и коллаборация LIGO получили самое прямое доказательство того, что черные дыры ведут себя так, как предсказывал Керр.
|
|
|
|
"В течение следующего десятилетия детекторы гравитационных волн, такие как LIGO, будут продолжать совершенствоваться, давая нам более четкое представление о черных дырах и их тайнах, - сказал Isi. - Я не могу дождаться, чтобы увидеть, что мы узнаем".
|
|
|
|
Источник
|
