Комп’ютерне моделювання дослідників показало, що «пухнасті» чорні діри, описувані теорією струн, можуть створювати гравітаційно-хвильовий сигнал, який можна виміряти за допомогою земних обсерваторій. Теорія струн досі залишається багато в чому спірною. Але фізики виявили, що одне з її пророцтв уже можна перевірити, спостерігаючи за зміною гравітаційно-хвильового сигналу від злиття чорних дір.
Стівен Гокінг передбачив, що чорні діри можуть випаровуватися шляхом випущення теплового випромінювання. Це явище створює проблему, оскільки випаровування має на увазі зникнення інформації, що порушує закони квантової механіки. Вихід є у прихильників теорії струн, в якій класична чорна діра замінюється «пухнастою кулею» з вібруючих струн. Таке припущення дозволяє вирішити парадокс, але це його ще належить експериментально підтвердити.
Тепер, використовуючи чисельні моделювання, вчені з Римського університету Сапієнца передбачили, що гравітаційно-хвильовий сигнал, що спостерігається після зіткнення двох таких куль, може бути використаний для підтвердження теорії. Коли дві чорні діри зливаються, знову утворена сутність випускає гравітаційні хвилі і починає створювати характерний «дзвін». На Землі детектори гравітаційних хвиль LIGO і Virgo вловили такі сигнали і підтвердили, що вони відповідають прогнозам загальної теорії відносності для класичних чорних дір.
Також цікаво:
- Астрономи дізналися, як нагодувати чорну діру
- Відкрито новий тип наднових: це комбінація зірки-мерця і її компаньйона
Щоб дослідити, чи виробляють злиття «пухнастих» чорних дір аналогічні сигнали, що підтверджують теорію струн, фізики змоделювали «пухнасту кулю», яку вони піддали квадрупольним збуренням. Створюючи в системі обурення впливом ззовні, команда виявила, що початок сигналу гравітаційної хвилі від об’єкта був схожий на той спад в інтенсивності випромінювання класичної чорної діри, який спостерігається після злиття.
Однак трохи пізніше, коли в сигналі залишилося всього кілька довгоживучих режимів, амплітуда хвилі від «пухнастої кулі» вщухла повільніше. Фізики пов’язали це з відсутністю чітко визначеного горизонту подій для об’єкта. Вони також виявили, що в пізнішому сигналі переважали «відгомони» вихідного сигналу, які породжували залишки випромінювання, захоплені «пухнастою кулею». За словами дослідників, сигнал від такого об’єкта може бути досить сильним, щоб його можна було виявити за допомогою сучасних детекторів гравітаційних хвиль.
Читайте також:
- Фізики випадково зробили нове відкриття про чорні діри
- Вчені з’ясували, як галактики живлять свої надмасивні чорні діри