Обнаружение гравитационных волн подтверждает «пророчество» Эйнштейна и Хокинга о черных дырах.

Ученые только что зарегистрировали наиболее подробные сигналы гравитационных волн от столкновения черных дыр, впервые подтвердив таким образом два важных предсказания Эйнштейна и Хокинга о черных дырах.

При слиянии двух черных дыр в пространстве возникают волны, называемые гравитационными волнами. Наземные детекторы могут «улавливать» эти сигналы, помогая ученым лучше понять Вселенную. - Фото: Мэгги Чанг/Фонд Саймонса

Черные дыры, эти «космические монстры» с настолько огромной гравитационной силой, что даже свет не может из них вырваться, уже давно являются захватывающей темой для ученых.

Несмотря на то, что черные дыры упоминались в теоретических работах Альберта Эйнштейна более века назад и extensively изучались Стивеном Хокингом в XX веке, они остаются самой недоступной темой во Вселенной из-за своей «невидимой» природы.

Гравитационные волны: ключ к изучению черных дыр.

В 2015 году гравитационно-волновая обсерватория LIGO (США) впервые зафиксировала гравитационные волны — рябь в пространстве и времени, вызванную столкновением двух черных дыр в далекой Вселенной. Это открытие было сравнено с «открытием нового восприятия» Вселенной, а также предоставило возможность напрямую проверить теории о черных дырах.

Однако первоначальные данные недостаточно подробны, чтобы подтвердить эти два ключевых прогноза.

Одна из них — теория Керра Эйнштейна. Согласно общей теории относительности, черные дыры могут быть описаны только двумя фундаментальными свойствами: массой и спином. Все остальные характеристики «исчезают» при падении в черную дыру — явление, известное как «теорема о безволосости».

Во-вторых, существует теорема Хокинга о площади . В 1971 году Стивен Хокинг предсказал, что площадь горизонта событий черной дыры, границы, из которой ничто не может вырваться, может оставаться постоянной или увеличиваться со временем, никогда не уменьшаясь.

Это рассматривается как принцип, аналогичный второму закону термодинамики, который гласит, что энтропия (степень беспорядка) Вселенной постоянно возрастает.

Прорыв после десятилетия

Согласно Sciencedaily , международная коллаборация LIGO-Virgo-KAGRA недавно опубликовала новые результаты исследований в журнале Physical Review Letters . Они зафиксировали самые подробные сигналы гравитационных волн, когда-либо зарегистрированные, возникшие в результате столкновения двух черных дыр (событие GW250114), в результате которого образовалась сверхмассивная черная дыра массой в 63 раза превышающей массу Солнца и вращающаяся со скоростью 100 оборотов в секунду.

Благодаря революционным технологическим достижениям ученые впервые получили «полную картину» событий, происходивших до и после слияния двух черных дыр. На основе этих данных они одновременно подтвердили две гипотезы:

Черные дыры точно описываются своей массой и вращением, как и предсказывала теория общей относительности Эйнштейна.

Площадь горизонта событий после слияния увеличилась лишь в соответствии с теоремой Хокинга о площади.

Эйнштейн (справа) и Хокинг (слева) сделали точные наблюдения о природе черных дыр — Фото: MashableIndia

От черных дыр до природы Вселенной

Доказательство теоремы Хокинга выявляет поразительную параллель между черными дырами и термодинамикой. Другими словами, рост площади поверхности черной дыры аналогичен увеличению энтропии, что подразумевает, что черные дыры могут быть «математическим окном», позволяющим нам глубже понять природу пространства, времени и даже величайшее достижение современной физики: объединение общей теории относительности и квантовой механики в квантовую гравитацию.

Максимилиано Иси, член исследовательской группы, заявил: «Это самое убедительное на сегодняшний день доказательство того, что черные дыры в космосе действительно напоминают то, что описал Эйнштейн в своей теории. Тот факт, что площадь поверхности черной дыры следует аналогичной закономерности изменения энтропии, имеет очень глубокие последствия для природы Вселенной».

В течение следующего десятилетия детекторы гравитационных волн станут в 10 раз чувствительнее, чем сегодня. В настоящее время ведётся разработка преемника космической лазерной интерферометрической антенны, который обещает улавливать колебания от сверхмассивных чёрных дыр в центре галактик.

Спустя более чем 100 лет после того, как Эйнштейн предсказал существование черных дыр с помощью математических уравнений, и более чем полвека после того, как Хокинг теоретически доказал это, человечество начало непосредственно «слышать» и «видеть» сигналы, подтверждающие его правоту.

Черные дыры, которые ранее существовали только в научных книгах, постепенно становятся «реальным» явлением в глазах астрономов, и каждый зарегистрированный сигнал гравитационных волн — это шаг вперед в деле лучшего понимания человечеством таинственной Вселенной, в которой мы живем.

Вернемся к теме.

МИНЬХАЙ

Источник: https://tuoitre.vn/phat-hien-song-hap-dan-xac-nhan-tien-tri-cua-einstein-va-hawking-ve-ho-den-20250913075131812.htm