Внимание международной команды ученых с участием физиков из МГУ имени Ломоносова оказалось приковано к поистине колоссальному событию GW250114 — таким кодом специалисты обозначили слияние двух массивных черных дыр, массы каждой их которых примерно в 30−40 раз превосходили массу нашего Солнца. Эти объекты находятся на расстоянии примерно 1,3 миллиарда световых лет от нас, а само событие по своим параметрам напоминает GW150914 — впервые в истории зафиксированный учеными сигнал гравитационных волн, открытие которого было отмечено в 2017 году Нобелевской премией. Но новое наблюдение оказалось примерно втрое «громче» и в разы точнее за счет многочисленных улучшений в работе детекторов и новых методов анализа данных.
Более полувека назад, в 1971 году Стивен Хокинг высказал идею о том, что площадь горизонта событий черной дыры никогда не уменьшается. Проще говоря, когда две черные дыры сталкиваются и сливаются в одну, ее горизонт событий — та самая «граница невозврата», за пределы которой не могут вырваться даже фотоны, — может только увеличиться, в крайнем случае — остаться неизменным, но никак не стать меньше. Проверка этого принципа требует крайне детальных данных о слияниях черных дыр, которые еще недавно получить было невозможно, так как у ученых попросту не было необходимых им инструментов для таких исследований.
Наблюдения за GW250114 позволили проверить «закон площадей Хокинга» с точностью в 99,999%. и это исключительно высокий уровень достоверности для фундаментальной физики. Выводы ученых стали подтверждением и другой фундаментальной теории, предложенной новозеландским физиком Роем Керром еще в 1963 году и встроенной в общую теорию относительности Эйнштейна: черные дыры действительно можно полностью описать всего двумя параметрами — массой и скоростью вращения.
Наконец, результаты исследования в очередной раз подтвердили правильность и общей теории относительности Эйнштейна в экстремальных условиях сильной гравитации. Это особенно важно, поскольку черные дыры представляют собой природные лаборатории, где законы физики проверяются в условиях, недостижимых на Земле.
Физики отмечают, что благодаря работе таких инструментов, как LIGO, человечество впервые получает возможность экспериментально проверять идеи, которые раньше существовали только в уравнениях. «Научные теории живут и развиваются благодаря потрясающим экспериментальным установкам. И невероятно интересно, сколько еще открытий сулят нам гравитационные волны», — подчеркнул профессор МГУ Валерий Митрофанов.
Успех эксперимента стал лучшей иллюстрацией того, как современные технологии не только позволяют проверять теоретические предсказания полувековой давности, но и раскрывают перед нами новые горизонты в понимании самых загадочных объектов Вселенной.
Ранее российские ученые доказали, что диски вокруг черных дыр плоские.