Австралийские ученые из центра OzGrav и Австралийского национального университета вместе с коллегами из Канады, США и Испании впервые сумели «услышать» момент столкновения черных дыр прямо у горизонта событий. Результаты их работы, основанные на самом мощном зарегистрированном сигнале гравитационных волн, вышли сегодня в журнале Nature.
Что удалось поймать
Гравитационные волны — это рябь в ткани пространства-времени, которую предсказал еще Эйнштейн. Когда две черные дыры сливаются, они создают мощный всплеск таких волн. Ученые изучили событие GW250114, обнаруженное в прошлом году. Это самый «громкий» сигнал за всю историю наблюдений — примерно в три раза сильнее первого, пойманного десять лет назад.
В сигнале выделили особую, раньше плохо изученную составляющую — так называемые прямые волны. Именно они несут информацию из самой близкой к горизонту событий зоны.
«Мы измерили последний звук, изданный черными дырами при столкновении. В этом сигнале скрыта небольшая составляющая, называемая прямыми волнами, которая ранее была плохо изучена. Наш новый анализ позволяет нам расшифровать эту составляющую и извлечь уникальную информацию из области, близкой к горизонту событий», — рассказал аспирант Нил Лу.
Что такое горизонт событий
Горизонт событий — это невидимая граница вокруг черной дыры. За ней гравитация настолько сильна, что даже свет не может вырваться наружу. Все, что пересекает эту черту, остается в ловушке навсегда. Именно в этой экстремальной зоне пересекаются общая теория относительности и квантовая физика.
Новые возможности
Доктор Лин Сунь объясняет ценность находки:
«Мы изучили GW250114, самый громкий сигнал от двойной черной дыры, наблюдавшийся на сегодняшний день, примерно в три раза громче, чем первый сигнал гравитационных волн, обнаруженный десять лет назад. Наш анализ показывает, что этот исключительно громкий сигнал может быть использован в качестве мощного зонда для исследования горизонта остатков черной дыры, что позволяет нам измерить две его фундаментальные свойства: частоту вращения и поверхностную гравитацию».
Благодаря новой методике анализа, разработанной Лу и Сунь, астрономы теперь могут изучать, как черные дыры «увлекают» пространство-время за собой. Рядом с ними ничто не может оставаться неподвижным относительно далекого наблюдателя — пространство буквально закручивается.
«Эти измерения знаменуют собой первый шаг к будущим проверкам общей теории относительности с помощью прямых волн», — добавил Нил Лу.
Зачем астрономам этот сигнал
Работа открывает новое окно в изучение черных дыр. Теперь ученые по всему миру смогут использовать громкие сигналы как точный инструмент для зондирования самых экстремальных областей Вселенной. Это приближает нас к пониманию, как работает гравитация в предельных условиях.
Ученые считают, что скоро они смогут проверять фундаментальные теории физики не только на бумаге, но и прямо «на месте» — у самого края черной дыры.
Быстрее скорости света? Телескоп снял странную иллюзию черной дыры
Астрономы обнаружили ветер, дующий из черной дыры в центре Млечного Пути
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX