Logo
Cover

Законы физики распространяются даже на черные дыры. Один из них гласит, что площадь горизонта событий не может уменьшаться со временем при любом классическом процессе. Этот закон, названный теоремой площади, выдвинул в 1971 году Стивен Хокинг. Пятьдесят лет спустя физики смогли его подтвердить при помощи наблюдений за гравитационными волнами.

Авторы статьи, опубликованной в журнале Physical Review Letters, описывают наблюдения за GW150914, первым сигналом гравитационной волны, обнаруженной обсерваторией LIGO в 2015. Сигнал этот был результатом столкновения двух черных дыр, которые породили новую, а заодно — огромное количество энергии, которая распространилась по времени-пространству в виде ряби.

Согласно теореме Хокинга, площадь горизонта событий новой черной дыры не должна быть меньше, чем общая площадь горизонта событий ее родителей, пишет MIT News. Проанализировав повторно сигнал GW150914 до и после космического столкновения с помощью разработанного ими метода выделения ревербераций, ученые обнаружили, что это и в самом деле так — и смогли подтвердить результат с точностью 95%.

Это открытие — первое прямое эмпирическое подтверждение теоремы площади Хокинга, которая была доказана британским астрофизиком математически, но до сих пор никогда не наблюдалась в природе. Ученые планируют продолжить исследование гравитационных волн, чтобы либо найти новые доказательства верности идей Хокинга, либо наткнуться на следы новой физики.

«Есть вероятность, что существует группа различных компактных объектов, и тогда как некоторые из них — черные дыры, следующие законам Эйнштейна и Хокинга, другие могут быть чем-то немного другим, — пояснил Максмилиано Изи, ведущий автор статьи из MIT. — Таким образом, тестирование проводится не раз и навсегда. После первого раза все только начинается».

В начале прошлого года международная команда ученых сообщила об обнаружении повторяющегося эха в сигналах гравитационных волн. Если их данные верны, это первое экспериментальное свидетельство того, что черные дыры могут радикально отличаться от теории, выдвинутой Эйнштейном, и их горизонт событий устроен сложнее, чем считалось.