Международный научный консорциум, включающий команды LIGO, Virgo и KAGRA, зарегистрировал наиболее точный на текущий момент сигнал гравитационных волн, возникший в результате слияния двух черных дыр. Этот сигнал, идентифицированный как GW250114, предоставил возможность для проверки теоремы Стивена Хокинга о том, что площадь горизонта событий черной дыры не может уменьшаться, а также для изучения характеристик образовавшегося небесного тела. Результаты исследования и выводы ученых опубликованы в журнале Physical Review Letters.
«Масса обеих черных дыр, участвовавших в этом слиянии, сопоставима с параметрами объектов, обнаруженных при первом наблюдении гравитационных волн – приблизительно 30 масс Солнца для каждой. Интенсивность сигнала аналогична той, что была зафиксирована десять лет назад, однако теперь появилась возможность проводить его более детальный анализ», – заявили участники проекта.
В прошлом ученые предпринимали попытки верификации теоремы Стивена Хокинга, используя данные 2015 года, но недостаточное качество сигнала не позволило сделать однозначные выводы. GW250114 оказался значительно более качественным: исследователи смогли выделить так называемый «звон» – колебания пространства-времени, возникающие после слияния черных дыр.
Исследование колебаний выявило, что характеристики сформировавшейся черной дыры находятся в полном соответствии с аналитическим решением уравнений Альберта Эйнштейна, описывающим вращающиеся черные дыры и известным как метрика Керра. Помимо этого, исследователи зафиксировали увеличение площади горизонта событий, что соответствовало прогнозам Стивена Хокинга.
Данное утверждение о том, что площадь может только возрастать, имеет существенные последствия. Оно подтверждает термодинамическую природу черных дыр и взаимосвязь их энтропии с площадью горизонта событий», – отметили участники проекта.
Современная модернизация детекторов LIGO обеспечивает возможность регистрации гравитационных волн с гораздо большей частотой: если ранее сигналы фиксировались примерно раз в месяц, то теперь они обнаруживаются около одного раза в три дня. С каждым новым зарегистрированным сигналом наше понимание структуры Вселенной становится все более детальным.
