Гравитационные волны впервые показали "пушистую поверхность" чёрной дыры
Открытие описано в научной статье, опубликованной в издании Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Согласно общей теории относительности Альберта Эйнштейна, вокруг чёрной дыры существует горизонт событий. Это гладкая поверхность, из-под которой ничто не может вырваться во внешний мир.
Однако позже Стивен Хокинг теоретически показал, что это не совсем верно. Из-за квантовых эффектов чёрную дыру должно покидать излучение, и сама её поверхность вовсе не ровная. Образно говоря, чёрная дыра не гладкая, а пушистая.
Тем не менее излучение Хокинга слишком слабое, чтобы надеяться когда-либо увидеть его в телескоп. Физики довольствуются тем, что воспроизводят его аналоги в системах, в том или ином отношении напоминающих чёрную дыру. Такие эксперименты в лучшем случае косвенно подтверждают теории великого космолога.
К счастью, есть ещё один источник информации о чёрных дырах. Это гравитационные волны, о которых "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали.
Авторы нового исследования проанализировали данные о первом открытом слиянии нейтронных звёзд. Гравитационный всплеск, сопровождавший это событие, достиг Земли 17 августа 2017 года, в связи с чем был обозначен GW170817.
Учёные исходили из того, что в результате слияния образовалась чёрная дыра массой 2,6-2,7 солнечной. (Ранее также высказывалась версия, что в результате катаклизма родилась не чёрная дыра, а нейтронная звезда).
По расчётам авторов, "пушистая" поверхность чёрной дыры, испускающая излучение Хокинга, для гравитационных волн должна работать как зеркало. Сигнал будет многократно отражаться от неё, создавая своеобразное эхо. Этим она резко отличается от классического горизонта событий: достигшая его гравитационная волна никогда не вернётся обратно.
В данных о GW170817 авторы распознали то самое эхо. Правда, достоверность результата исследователи оценили как 4,2 сигма (мы рассказывали о том, что это такое). Это очень серьёзная величина, но она всё-таки не исключает, что речь идёт о случайной ошибке.
"Наши результаты пока являются предварительными, поскольку [всё же] существует очень малая вероятность, что то, что мы видим, происходит из-за случайного шума в детекторах. Но это станет менее вероятным, когда мы найдём больше примеров, - говорит соавтор исследования Ниаеш Афшорди (Niayesh Afshordi) из Университета Ватерлоо. - Теперь, когда учёные знают, что искать, мы можем найти больше примеров и получить гораздо более надёжное подтверждение этих сигналов. Такое подтверждение было бы первым прямым исследованием квантовой структуры пространства-времени".
Напомним также, что заявления о революционных открытиях подчас оказываются преждевременными. Даже компетентные специалисты, опубликовавшие статью в престижном журнале, не застрахованы от ошибок. Только широкое сообщество экспертов может решить, справедливы ли выводы авторов.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, как гравитационные волны могут помочь в исследовании кварковой материи, поиске скрытых измерений пространства и измерении скорости расширения Вселенной.