Теорема черной дыры Стивена Хокинга подтверждена гравитационными волнами

Теорема черной дыры Стивена Хокинга подтверждена гравитационными волнами

Черные дыры могут быть озадачены и противодействовать, потому что они существуют на самом краю нашего нынешнего понимания физики. Даже когда они деформируют ткань вселенной, черные дыры должны подчиняться определенным правилам. Впервые у нас есть прямое подтверждение жизненно важной собственности этих мертвых звезд. Исследователи от MIT и других учреждений подтвердили теорему черной дыры Стивена Хокинга через 50 лет после того, как покойный ученый предложил его.

В 1971 году, в тот же год, что астрономы заметили первую вероятную черную дыру в Cygnus X-1, Стивена Хокинг разработал свою теорему области. Согласно теореме, площадь горизонта событий черной дыры никогда не может быть меньше. Хокинг смог показать, что это работало математически, но многие были скептическими к очевидным параллелям со вторым законом термодинамики, в котором говорится, что энтропия (или расстройство) в объекте никогда не уменьшится.

Следовательно, теорема области может означать черные дыры, могут излучать тепловую энергию, которая очень противоположная тем, что вы ожидаете за зияющей гравитационной малы, который потреблял все, что рискнул слишком близко. Это было не более нескольких лет спустя, а Хокинг принес две идеи вместе, когда предложил Hawking излучение, в котором говорится, что черные дыры могут излучать крошечные количества излучения как следствие их квантовых свойств. Это может иметь серьезные последствия в физике, и все это текло от идеи, что горизонты событий не могут сокращаться, но у нас не было никакого экспериментального подтверждения до сих пор.

Лазерный интерферометр гравитационно волновой обсерватории (LIGO) начал сканировать небеса для признаков гравитационных волн в 2015 году. Первый сигнал, который он заметил, был GW150914, черная дыра, которая раньше была двух черных дыр. Когда Ligo приехал в интернет, команда не имела возможность раздать измерения горизонта событий, но это изменилось за последние несколько лет.

Теорема черной дыры Стивена Хокинга подтверждена гравитационными волнами

Исследователи, возглавляемые MIT Tools Maximiliano Isi, пересмотрели этот первый сигнал, чтобы увидеть, могут ли они доказать теорему области. Если бы Хокинг был прав, черная дыра, оставленная после столкновения, должна иметь горизонт событий, который по крайней мере, такой же большой, как общая площадь обеих черных отверстий предшественника.

Используя новые методы, команда ISI удалось выбрать частоты от непосредственной последствия столкновения, которую они могли бы использовать для расчета массы и спина окончательного объекта. Масса и спина черной дыры напрямую связаны с областью горизонта событий, поэтому команда смогла измерить GW150914 до, во время, и после пика в гравитационных волнах. Перед слиянием две черные дыры имели комбинированную область горизонта событий 235 000 квадратных километров. После столкновения новая большая черная дыра 367 000 квадратных километров.

С большим горизонтом событий GW150914 подтверждает теорему зоны Hawking. Это впечатляющая экстраполяция от гравитационных волн, а ЛИГО - это только наша первая попытка анализа этого явления.

Читать далее

Детектор гравитационных волн LIGO стал еще мощнее, чем когда-либо
Детектор гравитационных волн LIGO стал еще мощнее, чем когда-либо

После серии обновлений приборов, LIGO возвращается 1 апреля, чтобы искать слабые гравитационные волны вокруг Вселенной.