Площадь черных дыр зависит от беспорядка во Вселенной.
Одна из самых известных теорем Стивена Хокинга была доказана с использованием ряби в пространстве-времени, вызванной слиянием двух далеких черных дыр.
Теорема площади черной дыры, которую Хокинг вывел в 1971 году из общей теории относительности Эйнштейна, утверждает, что площадь поверхности черной дыры не может уменьшаться с течением времени. Это правило интересует физиков, потому что оно тесно связано с другим правилом, которое, кажется, заставляет время течь в определенном направлении, вторым законом термодинамики, который гласит:
Энтропия или беспорядок замкнутой системы всегда должна увеличиваться.
Поскольку энтропия черной дыры пропорциональна площади ее поверхности, обе они всегда должны увеличиваться.
Согласно новому исследованию, подтверждение исследователями закона площадей, по-видимому, подразумевает, что свойства черных дыр являются важным ключом к разгадке скрытых законов, управляющих Вселенной. Как ни странно, закон площади, кажется, противоречит другой доказанной теореме известного физика:
Черные дыры должны испаряться в течение чрезвычайно долгого времени.
Поэтому выяснение источника противоречия между двумя теориями может открыть новую физику.
Поскольку ни один объект, брошенный внутрь, не может выбраться, площадь ее поверхности не может уменьшаться. Но площадь поверхности черной дыры также сжимается, чем больше она вращается, поэтому исследователи задались вопросом, можно ли бросить внутрь объект с такой силой, чтобы черная дыра вращалась достаточно сильно, чтобы уменьшить ее площадь.
Чтобы проверить эту теорию, исследователи проанализировали гравитационные волны или рябь в ткани пространства-времени, созданную 1,3 миллиарда лет назад двумя гигантскими черными дырами, когда они с большой скоростью летели навстречу друг другу. Это были первые гравитационные волны, обнаруженные в 2015 году обсерваторией гравитационных волн LIGO.
Разделив сигнал на две половины - до и после слияния черных дыр - исследователи вычислили массу и вращение как двух исходных черных дыр, так и новой объединенной. Эти числа, в свою очередь, позволили им вычислить площадь поверхности каждой черной дыры до и после столкновения.
По мере того как они вращаются вокруг друг друга все быстрее и быстрее, гравитационные волны увеличиваются в амплитуде все больше и больше, пока они в конечном итоге не погрузятся друг в друга, создавая этот большой всплеск волн
Площадь поверхности вновь созданной черной дыры была больше, чем у первых двух вместе взятых, что подтверждает закон площади Хокинга с уровнем достоверности более 95%. По словам исследователей, их результаты в значительной степени соответствуют тому, что они ожидали найти. Общая теория относительности, откуда появился закон площадей, очень эффективно описывает черные дыры и другие крупномасштабные объекты.
Однако настоящая загадка начинается, когда мы пытаемся интегрировать общую теорию относительности с квантовой механикой.
Это потому, что черные дыры не могут сжиматься согласно общей теории относительности, но они могут сжиматься согласно квантовой механике.
Шах и мат господа, пока эти данные не согласуются, какая-то новая, мистическая физика витает где-то вокруг нас, надеюсь, когда-нибудь ее удастся обуздать...
Источник: https://www.space.com/stephen-hawking-black-holes-theory-confirmed