Depositphotos
Американские астрофизики с помощью лазерно--интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) обнаружили гравитационные волны в результате слияния двух черных дыр.
Образованная в результате слияния черная дыра по массе в 63 раза превышает Солнце. Также было установлено, что она совершает около 100 оборотов в секунду. Полученные данные предоставляют наиболее убедительное доказательство давних предсказаний физиков Альберта Эйнштейна и Стивена Хокинга.
Это открытие состоялось через 10 лет после первого убедительного подтверждения существования гравитационных волн. Усовершенствованное оборудование и методы LIGO позволили четче рассмотреть слияние черных дыр и гравитационные волны от них.
Гравитационные волны — это тонкие колебания пространства-времени, возникающие в результате высокоэнергетических космических событий, таких как взрывы сверхновых или слияние черных дыр. Альберт Эйнштейн был первым, кто предсказал их существование в своей общей теории относительности.
Эти волны колеблются на крошечных расстояниях, в тысячи раз меньше ширины протона. Чтобы зафиксировать их, детекторы LIGO направляют лазеры по коридорам, протянувшимся на 4 километра. Обнаружение этих гравитационных волн стало самым точным из всех, а отношение сигнала к шуму составило 80, то есть, сигнал оказался в 80 раз громче шума.
«Новая пара черных дыр — почти близнецы исторического первого обнаружения 2015 года. Но инструменты стали намного лучше, поэтому мы можем анализировать сигнал способами, которые были просто невозможны 10 лет назад. Мы нашли одно из самых убедительных на сегодня доказательств того, что астрофизические черные дыры — это черные дыры, предсказанные общей теорией относительности Альберта Эйнштейна», — подчеркнул руководитель исследования, астрофизик из Колумбийского университета Максимилиано Изи.
Астрофизикам наконец-то удалось полноценно зафиксировать реверберации от образованной в результате слияния черной дыры. Во время предыдущих наблюдений волны были слишком слабыми, чтобы их можно было отделить от первоначального слияния.
Разработанный Максимилиано Изи и его коллегами новый метод позволил выделить особые «тона» последних, слабых сигналов черной дыры после слияния. Точные измерения позволили команде уверенно выделить сигнал длительностью в миллисекунды.
«Десять миллисекунд кажутся очень коротким сроком, но наши инструменты стали намного лучше, и этого времени вполне достаточно, чтобы по-настоящему проанализировать «звон» последней черной дыры. Благодаря этому новому обнаружению мы получили исключительно подробное представление о сигнале как до, так и после слияния черных дыр«, — объясняет Максимилиано Изи.
Астрофизики установили, что объединенная черная дыра соответствует описанию в виде уравнения, выведенного физиком Роем Кером в 1963 году. Это уравнение предполагало, что чёрные дыры можно полностью охарактеризовать только их массой и спином.
Также было получено убедительное доказательство идеи, выдвинутой Стивеном Хокингом, известной как теорема Хокинга о площадях черных дыр. Эта теорема предполагает, что размер горизонта событий черных дыр может только увеличиваться. Подтверждение теоремы Хокинга намекает на связь со вторым законом термодинамики — принципом, согласно которому энтропия системы должна либо увеличиваться, либо оставаться неизменной.
«То, что размер горизонта событий черной дыры ведет себя подобно энтропии, действительно важно. Это имеет очень глубокие теоретические последствия и означает, что некоторые аспекты черных дыр можно использовать для математического исследования истинной природы пространства и времени», — отмечает Максимилиано Изи.
Результаты представлены в журнале Physical Review Letters
Источники: 404media; Interesting Engineering
Контент сайту призначений для осіб віком від 21 року. Переглядаючи матеріали, ви підтверджуєте свою відповідність віковим обмеженням.
Cуб'єкт у сфері онлайн-медіа; ідентифікатор медіа - R40-06029.