PRL: Диссонанс в космосе: физики нашли источник «фальшивых» колебаний черных дыр

Астрофизики объявили о разрешении многолетней загадки, предоставив объяснение странностям в частоте гравитационных волн, которые испускает чёрная дыра. Установлено, что причина аномалии заключается в резонансном явлении между двумя разными типами "колебаний" чёрной дыры, именуемых модами.

Чёрные дыры – это тела с невероятно высокой плотностью. Благодаря прогрессу в гравитационно-волновой астрономии, люди получили беспрецедентную возможность наблюдать за "пульсациями" пространства-времени, которые возникают при слиянии чёрных дыр.

Ещё в 1997 году было замечено необычное отклонение в одной из мод, описывающих гравитационные волны чёрной дыры. Тогда это расхождение сочли погрешностью, однако последующие вычисления с использованием мощных вычислительных средств постоянно подтверждали его наличие. Эта головоломка оставалась нерешённой почти три десятка лет.

Теперь учёные нашли решение этой проблемы, применив новую теоретическую концепцию – неэрмитову физику. Они показали, что необычное поведение вызвано не отдельной модой, а взаимодействием двух мод, находящихся в резонансе. Более того, подобные резонансы, как выяснилось, являются распространённым явлением, типичным для многих мод гравитационных волн.

Это открытие имеет огромную важность не только для астрофизики, но и для оптики, где подобные эффекты наблюдаются в электромагнитных волнах. Так возникает новая междисциплинарная область – неэрмитова гравитационная физика. Это открывает новые перспективы для анализа данных, полученных с использованием крупнейших мировых обсерваторий.