Детектор LIGO регистрирует гравитационные волны — возмущения в ткани пространства-времени, возникающие из-за самых экстремальных событий в космосе, например, столкновений черных дыр или нейтронных звезд. Первое прямое обнаружение гравитационных волн, сделанное почти ровно 10 лет назад, подтвердило предсказания Альберта Эйнштейна, основанные на общей теории относительности.
С тех пор сотрудники LIGO внесли множество усовершенствований, так что теперь слияния черных дыр регистрируются примерно раз в три дня, а не раз в месяц. К тому же, существенно увеличилась разрешающая способность аппаратуры. Поэтому когда 14 января 2025 года было детектировано очередное слияние двух черных дыр, в результате чего образовался новый объект с массой, в 63 раза превышающей массу Солнца и скоростью вращения 100 оборотов в секунду, ученые смогли извлечь из гравитационных волн, созданных этим событием, намного больше данных, чем прежде.
Разработав специальный метод анализа, астрономы смогли выделить определенные «тона» слабого звона черной дыры после слияния. Точные измерения позволили уверенно выделить сигнал длительностью в миллисекунды, рассказывает Life Science.
Полученные данные позволили подтвердить теорию Стивена Хокинга, которая утверждает, что горизонт событий черной дыры может только возрастать, но не может уменьшаться.
«Хотя это очень простое утверждение — „площадь может только увеличиваться“ — оно имеет далеко идущие последствия», — заявил Максимилиано Изи, из Колумбийского университета, соавтор исследования. Подтверждение теоремы Хокинга намекает на связь со вторым законом термодинамики — принципом, согласно которому энтропия системы должна либо увеличиваться, либо оставаться постоянной.
Эта теория позволяет ученым рассматривать черные дыры как «термодинамические объекты». Как следствие, они обладают энтропией и, в результате квантовых эффектов, испускают излучение вблизи горизонта событий. «Это говорит нам о том, что общая теория относительности может кое-что сказать о квантовой природе этих объектов, и что информация, или энтропия, содержащаяся в черной дыре, пропорциональна ее площади», — добавил Изи.
Подобно тому, как океанские волны формируют побережья, гравитационные волны, возможно, когда-то направила Вселенную на эволюционный путь, который привел к появлению космоса, каким мы его наблюдаем сегодня. Такова новая гипотеза астрофизиков из Испании.
