Загадочные объекты космоса. Учёные впервые смогли зафиксировать сигнал с горизонта событий чёрной дыры

Учёные, возможно, впервые обнаружили сигнал от горизонта событий чёрной дыры. Его зафиксировали в гравитационных волнах после слияния двух чёрных дыр. Если открытие подтвердится, это откроет новый способ исследования этих загадочных космических объектов.

Об этом пишет издание Science Alert.

Горизонт событий — это граница вокруг чёрной дыры, после пересечения которой ничто, даже свет, не может вырваться наружу. Поэтому его невозможно наблюдать напрямую, а все знания о нём до сих пор основывались исключительно на косвенных наблюдениях.

Исследователи давно предполагали, что особый тип гравитационной волны, так называемая прямая волна, может нести информацию о свойствах горизонта событий. Теперь ученые считают, что впервые обнаружили такой сигнал.

По словам теоретического физика Сичжена Ма из Института Периметра в Канаде, гравитационные волны позволяют изучать области, которые невозможно увидеть с помощью света. Во время слияния чёрных дыр вблизи горизонта событий возникают колебания пространства-времени, часть которых распространяется по Вселенной в виде гравитационных волн и в конечном итоге достигает земных детекторов.

Когда две чёрные дыры сближаются и сливаются, сначала формируется сигнал от их последнего вращения друг вокруг друга. После слияния новообразованная чёрная дыра как бы «звенит», создавая характерные волны. Раньше именно эти колебания использовали для определения массы и скорости вращения чёрной дыры.

Однако новые теоретические работы показали, что внутри этого сигнала может скрываться ещё один компонент — прямая волна, связанная уже не с областью вокруг горизонта событий, а с ним самим.

Согласно теории, после завершения слияния чрезвычайно сильная гравитация черной дыры заставляет пространство-время быстро вращаться. Одновременно сигнал быстро ослабевает под воздействием гравитации. В результате возникает короткое колебание, которое и образует прямую волну.

Обнаружить такой сигнал чрезвычайно сложно. К моменту, когда гравитационные волны достигают Земли, они изменяют пространство-время на величину, меньшую, чем размер атомного ядра.

Поэтому для поиска исследователи использовали событие GW250114 — самый четкий сигнал гравитационных волн, полученный на сегодняшний день. Сначала ученые осторожно отнеслись к результату из-за риска ложного срабатывания. Однако дальнейшая проверка показала, что данные ведут себя именно так, как и предсказывала теория.

Реклама:

По словам Ма, явление оказалось необычайно мощным и чистым, а развитие сигнала соответствовало прогнозируемым характеристикам прямой волны.

Несмотря на это, результат ещё требует проверки на других сигналах гравитационных волн. Теоретические модели также планируется уточнять и совершенствовать.

Если открытие подтвердится, учёные смогут более непосредственно изучать область вблизи горизонта событий. В частности, это поможет измерить скорость его вращения и исследовать, как гравитация влияет на затухание сигнала.

По мнению исследователей, новый метод может улучшить проверку общей теории относительности и углубить понимание физики чёрных дыр. В таком случае это станет самым точным на сегодняшний день исследованием области непосредственно у горизонта событий.