На хвилі історичного оголошення про відкриття гравітаційних хвиль лазерним інтерферометром гравітаційно-хвильової обсерваторії (ЛІГО), зробленого минулого тижня, британський фізик і теоретик чорних дір Стівен Хокінг з радістю привітав очолювану США співпрацю і розділив їх хвилювання щодо важливості цього історичного моменту. 

«Ці результати підтверджують декілька дуже важливих прогнозів загальної теорії відносності Ейнштейна», – сказав Хокінг в інтерв’ю ВВС. «Це прямо підтверджує існування гравітаційних хвиль».

Як стає зрозуміло, пряме виявлення цих пульсацій в просторі-часі підтверджує відому загальну теорію відносності Ейнштейна. Але також вони відкривають нам очі на раніше невідомий «темний» Всесвіт. Астрономія використовує електромагнітний спектр (наприклад, видимого світла, рентгенівських та інфрачервоних променів) для вивчення Всесвіту. Але об’єкти, які не випромінюють в електромагнітному спектрі, залишаються непоміченими. Тепер ми знаємо, як виявити гравітаційні хвилі і не може бути зсуву парадигм в тому, як ми визначаємо і вивчаємо деякі з найенергійніших космічних явищ.

Анімація злиття двох чорних дір:

«Гравітаційні хвилі забезпечують абсолютно новий спосіб огляду Всесвіту, – сказав Хокінг. – Здатність до їх виявлення має величезний потенціал для революції в астрономії».

За допомогою двох станцій спостереження ЛІГО, розташованих в Луїзіані і Вашингтоні, фізики не тільки знайшли гравітаційні хвилі. Через ці гравітаційні хвилі вони відшукали більш чіткий сигнал, що дуже близько відповідає теоретичної моделі злиття чорних дір, що стався близько 1.3 мільярда світлових років назад від Землі. Вже з попереднього аналізу сигналу чорного отвору, Хокінг усвідомив, що система здається подібною до тієї теорії, яку він розробив в 1970-х роках.

«Це відкриття є першим виявленням двоїстої системи чорної діри і перше спостереження зливання чорних дір, – сказав він. – Властивості цієї системи відповідають прогнозам про чорні діри, які я зробив тут в Кембриджі в 1970 році».

Хокінг, мабуть, більш за все відомий своєю роботою по злиттю квантової теорії з фізикою чорних дір. Він розуміє, що чорні діри випаровуються протягом довгого часу. Це втягує його в участь в цікавому «Брандмауерському парадоксі», який продовжує гуркотіти по всьому співтовариству фізиків-теоретиків. Але тут він звертається до своєї теореми чорних площ отворів, яка лягла в основу «другого закону» механіки чорних отворів. Цей закон говорить, що ентропія, або рівень дезорганізації інформації, не може з плином часу зменшуватися в системі чорної діри. Наслідком цієї теореми є те, що і послужило злиттям двох чорних дір 14 вересня, а саме – об’єднана площа остаточного об’єкта, більша, ніж сума площ початкових чорних дір. Крім того, Хокінг зазначає, що ця гравітаційна хвиля відповідає прогнозу на основі «теореми про відсутність волосся» чорних дір. А це означає, що чорну діру можна описати масою, електричним зарядом і кутовим моментом.

Нагадаємо, що Стівен Хокінг в свій час знайшов «м’яке волосся» у чорних дір.

Деталі, що стосуються того, як цей сигнал першої гравітаційної хвилі з чорної діри, узгоджуються з теорією і носять комплексний характер. Але цікаво те, що перше виявлення вже дозволило фізикам підтвердити багаторічну теорію, яка до цих пір визначала лише спостереження, які базуються на фактах.

«Це відкриття також представляє загадку для астрофізиків, – сказав Хокінг. – «Маса кожної з чорних дір більше, ніж очікувалося для тих об’єктів, які формуються за рахунок гравітаційного колапсу зірки. Так яким же чином обидві ці чорні діри виявилися настільки масивними? ».

Це питання зачіпає одну з найбільших таємниць, що оточують еволюцію чорної діри. В даний час астрономи намагаються зрозуміти, як чорні діри можуть вирости і стати такими масивними. На одному кінці шкали є «зоряна маса» чорної діри, яка формується, як тільки масивна зірка стає надновою, і ми також маємо велику кількість доказів існування надмасивних гігантів, які живуть в центрах більшості галактик. Однак існує розбіжність.

Оригінальне інтерв’ю Хокінга:

Якщо чорні діри ростуть шляхом злиття і споживають зоряну речовину, то це повинно бути доказом наявності чорних дір всіх розмірів. Але «проміжна маса» чорної діри і чорні діри розміром в декілька десятків сонячних мас вражають нас рідко. Вони ставлять теорію еволюції чорних дір під сумнів.

14 вересня ми вловили сигнал злиття двох чорних дір, розміром 29 і 36 сонячних мас. Але те, яким чином ці дірки змогли злитися в одну, дає нам підказки для дослідження процесу росту чорних дір, вказує Хокінг.

Зрозуміло одне: це перший випадок, коли ми придбали прямі докази злиття чорних дір. Це є ключовим механізмом, що лежить в основі еволюції теорії чорних дір. А значить, ми на правильному шляху.

Слід зазначити, що нещодавно Стівен Хокінг вдруге розкрив таємницю чорних дір.

Написати коментар


*