Ученые обнаружили, что черная дыра GW150914 звонит как колокол

Москва, 18:41, 15 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

«Звенящая» черная дыра, испускающая слабые гравитационные волны после слияния, добавляет еще большую поддержку теории относительности Эйнштейна

Еще одна теория черной дыры, предложенная Альбертом Эйнштейном более 100 лет назад, была доказана астрофизиками.

Анализ гравитационных волн от первого когда-либо обнаруженного слияния чёрных дыр зарегистрировал тоны, которые исследователи описали как «звон» — явление, предсказанное теорией относительности Эйнштейна.

«Раньше считалось, что эти тоны слишком слабые, чтобы их можно было обнаружить, но теперь мы можем», — сказал Уилл Фарр, соавтор исследования, в Physical Review Letters.

«Точно так же, как измерение атомных спектров в конце 1800-х годов открыло эру звездной астрофизики и классификации и понимания звезд, это открытие эры спектров черных дыр и понимания черных дыр и общей теории относительности, которая стоит за ними».

Исследователи смогли обнаружить тоны, повторно проанализировав данные из слияния чёрных дыр, классифицированного как GW150914 — того же слияния, которое использовалось при первоначальном обнаружении гравитационных волн в 2015 году, — и объединили его с данными других симуляций слияний.

Они говорят, что, когда две черные дыры начинают сливаться, последующий объединенный объект начинает колебаться, подобно колоколу после удара.

Эти вибрации испускают гравитационные волны — колебания в пространстве-времени — которые отражаются от определенных тонов и в конечном итоге начинают исчезать, когда слияние прекращается.

В то время как некоторые теории утверждают, что звон зависит от массы и вибрации черной дыры, другие ученые утверждают, что квантовая механика также играет критическую роль.

Кроме того, в статье ученые утверждают, что они подтвердили одноименную теорию Стивена Хокинга «Радиация Хокинга», которая выдвинула гипотезу о том, что черные дыры испускают излучение от своих поверхностей из-за сочетания различных факторов, касающихся квантовой физики и гравитации.

По словам исследователей, новейшее открытие «звонящих» черных дыр, вероятно, поможет обнаружить еще больше информации об этом явлении, особенно в сочетании с данными Лазерного интерферометра гравитационных волн (обсерватория LIGO), который был первой машиной, которая когда-либо обнаруживала гравитационные волны.

Что внутри черной дыры?

Черные дыры — это странные объекты во Вселенной, которые получили свое название из-за того, что ничто не может избежать их гравитации, даже свет.

Если вы рискнете подойти слишком близко и пересечь так называемый «горизонт событий», точку, из которой не может уйти ни один фотон света, вы также будете затянуты внутрь или уничтожены.

Вы никогда бы не выжили при таком близком подходе к черной дыре небольшого размера.

Сил гравитации, близких к горизонту событий, достаточно, чтобы растянуть любое вещество, пока оно не станет просто цепочкой атомов, что физики называют «процессом спагеттификации».

Но для больших черных дыр, таких как сверхмассивные объекты в ядрах галактик, как наша Млечный путь, которые весят в десятки миллионов, если не в миллиарды раз больше массы звезды, пересечение горизонта событий было бы беспрецедентным.

Поскольку должно быть возможным пережить переход от нашего мира к миру черной дыры, физики и математики долго задавались вопросом, на что был бы похож этот мир.

Они обратились к уравнениям общей теории относительности Эйнштейна, чтобы предсказать «мир внутри черной дыры».

Эти уравнения довольно хорошо работают (хотя и не без явных противоречий), пока наблюдатель не достигнет центра черной дыры или сингулярности, где, в теории, согласно расчетам, кривизна пространства-времени становится бесконечной.