Підтверджено гіпотезу Стівена Гокінга: гравітаційні хвилі розкрили таємницю чорних дір

50-річна гіпотеза відомого фізика Стівена Гокінга про властивості чорних дір нарешті отримала переконливе підтвердження. Завдяки значному прогресу в дослідженні гравітаційних хвиль, вченим вдалося зафіксувати та проаналізувати надзвичайно потужне зіткнення чорних дір, яке підтвердило його теорію з безпрецедентною точністю.

У 1971 році Стівен Гокінг висунув гіпотезу, відому як теорема про площу чорної діри. Вона стверджує, що коли дві чорні діри об'єднуються, площа горизонту подій новоутвореної діри — межі, звідки не може вирватися навіть світло, — ніколи не може бути меншою за суму площ двох початкових. Це твердження перегукується з другим законом термодинаміки, який говорить, що ентропія, або безлад у системі, завжди зростає.

Нещодавнє зіткнення, назване GW250114, було зафіксовано мережею з п'яти гравітаційних обсерваторій, зокрема, детектором LIGO у США. Ця подія була надзвичайно схожа на перше виявлене зіткнення 2015 року, що сталося на відстані 1,3 мільярда світлових років за участю чорних дір, маси яких у 30–40 разів більші за масу Сонця.

Завдяки модернізації, чутливість детекторів LIGO зросла втричі. Це дозволило зафіксувати хвилі з безпрецедентною деталізацією. Вчені змогли виміряти площу горизонтів подій до і після зіткнення, підтвердивши, що вона дійсно збільшилася. Якщо дослідження 2021 року підтвердило гіпотезу Гокінга на 95%, то нове досягло рівня достовірності 99,999%.

Член команди LVK Лора Наттал порівнює гравітаційні хвилі з обертонами дзвона. Раніше ці обертони швидко розсіювалися, але тепер їх вдалося зафіксувати з достатньою чіткістю. Це зіткнення, за словами вчених, було вдвічі «гучнішим» за будь-яке інше з 300 зафіксованих на сьогоднішній день.

Нові горизонти для фізики

Ці відкриття прокладають шлях для досліджень у галузі квантової гравітації, яка прагне об'єднати загальну теорію відносності та квантову фізику. Наттал зазначає, що поки що ці дві теорії добре взаємодіють, але в майбутньому вчені сподіваються виявити розбіжності, які відкриють шлях до нових відкриттів.

Крім того, спостереження за GW250114 дозволили підтвердити рівняння математика Роя Керра 1960-х років, згідно з якими чорні діри можна описати лише двома параметрами: масою та обертанням. Це означає, що дві чорні діри з однаковими масою та обертанням є математично ідентичними. Нові дані підтвердили цю гіпотезу.

Більше новин читайте на GreenPost.