Что происходит при столкновении двух черных дыр?

Столкновения объектов в далеком космосе, обычно, представляют собой весьма апокалиптическое и грандиозное зрелище. А если сталкиваются два самых страшных порождения вселенной — черные дыры?

Что происходит при столкновении двух черных дыр?

Мы впервые наблюдаем, как теория 50-летней давности от Стивена Хокинга воплощается в жизнь! Ученые из Массачусетского технологического института (MIT), Калифорнийского технологического института, Корнельского университета и Университета Стони Брук проанализировали данные о гравитационных волнах двух движущихся по спирали черных дыр. То, что они обнаружили при столкновении, подтвердило теорему Хокинга о площади: площадь горизонта событий черной дыры не может уменьшаться.

Когда двойная система черных дыр движется по спирали, орбиты двух черных дыр сжимаются, и система начинает излучать гравитационные волны. Скорость излучения увеличивается по мере того, как орбиты сжимаются и набирают скорость, и когда, наконец, происходит слияние, излучение волн достигает пика. Две черные дыры становятся единой новой черной дырой, и, согласно теореме Хокинга, эта новая черная дыра должна быть равна общей площади двух исходных черных дыр. Это именно то, что исследователи обнаружили на основе волновых данных наблюдаемой системы.

По расчетам Хокинга, если черная дыра изменится по площади, ее горизонт событий будет расширяться или сужаться в соответствии с ее новым размером. Горизонт событий, область действия гравитационного поля черной дыры, является точкой невозврата для чего-либо, включая свет, вращающегося вокруг черной дыры. Чтобы убежать, объект должен двигаться быстрее скорости света.

Что происходит при столкновении двух черных дыр?

Ученые говорят, что теорема Хокинга верна для черных дыр, наблюдаемых лазерной интерферометрической обсерваторией гравитационных волн (LIGO) — парой американских установок, построенных для изучения гравитационных волн — результаты работы которых эти исследователи использовали для своих выводов. Но теорема Хокинга может применяться и к другим черным дырам, которые сначала кажутся противоречащими теореме, пока они не окажутся применимыми к другой концепции, выдвинутой физиками.

LIGO обнаружила первый сигнал гравитационной волны используемые в этом исследовании — по сути, рябь в пространстве-времени в результате космических взаимодействий — в 2015 году. Они обнаружили, что сигнал был продуктом двух сливающихся черных дыр (которые обычно вызывают более сильные гравитационные волны), вместе с огромным количеством энергии, циркулирующей по пространственно-временному континууму.

Исследователи утверждали, что, если теорема Хокинга останется в силе, площадь горизонта событий новой черной дыры, созданной в результате слияния, не будет меньше, чем общая площадь горизонта событий ее родительских черных дыр. Чтобы проверить свою гипотезу, они разделили данные о гравитационных волнах из системы на две группы — до слияния и после слияния — затем проанализировали оба раздела, чтобы увидеть, как сравниваются их области горизонта событий. Затем ученые повторно проанализировали волновые данные и обнаружили, что эти две области статистически одинаковы — общая площадь горизонта событий не уменьшилась после столкновения.

Таким образом, из анализа может показаться, что законы "обычной" физики, такие как закон сохранения массы, все еще могут быть применены к изучению черных дыр, где физика может стать более теоретической в ​​ситуациях, незнакомых на Земле. Наблюдение реальных данных для выяснения законов, которые могут управлять поведением черной дыры, могло бы стать практическим способом продвижения всей области космологии. Благодаря этому слиянию черных дыр у других ученых теперь есть конкретный пример, на который они могут ссылаться, продолжая изучать космос.

Читайте также

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Меркурий сжимается быстрее, чем считали ученые

Меркурий сжимается быстрее, чем считали ученые

Астрономы обнаружили две молодые звезды, которые случайно «нашли друг друга» в космосе

Астрономы обнаружили две молодые звезды, которые случайно «нашли друг друга» в космосе

Ученые на самолете преследовали падающие спутники, чтобы изучить загрязнение атмосферы

Ученые на самолете преследовали падающие спутники, чтобы изучить загрязнение атмосферы

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом