Черные дыры оказались лысыми

Когда черная дыра поглощает какой-то объект, информация о том, из чего он состоял, становится недоступной для стороннего наблюдателя, даже будь у него возможность заглянуть за горизонт событий. Черная дыра полностью описывается массой, электрическим зарядом и угловым моментом, никаких иных свойств у нее нет. В этом смысле она представляет собой очень простой объект. Так говорит наиболее популярная сейчас(но не доказанная) гипотеза.
Черные дыры оказались лысыми
49f95b5f1ecc87918016a9d6af258021_cropped
Сергей Сысоев
16 сентября 2019 18:54

Перефразировав ее в зрительно понятной форме астрофизик Джон Уилер полвека назад сказал, что у черных дыр нет волос, они одинаково лысые. Эта метафора понравилась журналистам и с тех пор описанную выше гипотезу так и называют: «Теорема об отсутствии волос» (No-hair theorem).

Хотя ее суть кажется простой и понятной, формальное доказательство математическими методами оказалось делом непростым. Хотя за него в последние десятилетия брались многие теоретики, включая знаменитого Стивена Хокинга, успех тут пока не достигнут.

Группа астрофизиков попыталась подойти к этой проблеме с иной стороны, проанализировав данные о гравитационных волнах, зарегистрированных детектором LIGO при их первом обнаружении в 2015 году. Тогда детектор «поймал» гравитационные волны, возникшие в результате слияния крупных черных дыр, вероятно сопоставимых по массе с той, что находится в центре нашей галактики.

После этого слияния только что образовавшаяся большая черная дыра колебалась в течение нескольких миллисекунд, испуская гравитационные волны, подобно тому, как вибрирующий колокол испускает звуковые волны, прежде чем утихнуть.

«Хаббл» получил удивительное изображение спиральной галактики

Сливающиеся черные дыры испускают гравитационные волны не на одной частоте, а с дополнительными короткоживущими частотами, известными как обертоны — примерно как колокол или гитарная струна.

Измерение основной частоты и одного обертона позволило исследователям сравнить наблюдаемую картину с прогнозом для «лысой» черной дыры. Результаты измерений совпали с прогнозируемыми в пределах 20 процентов.

Исследователи также рассчитали массу и период вращения получившейся черной дыры, используя только волны, излученные после слияния. Цифры согласуются со значениями, оцененными по всему событию — включая кружение дыр по сходящимся траекториям — и таким образом укрепляют идею о том, что поведение новой черной дыры полностью определяется ее массой и скоростью вращения.

Это не является строгим доказательством гипотезы, но подводит нас к мысли о ее правильности.

Ознакомиться с подробностями можно в статье, опубликованной в Physical Review Letters.

Ещё больше по темам

Обсудить 0

Лучшее за неделю

©  Популярная Механика