Самый громкий из когда-либо услышанных всплесков гравитационных волн позволил нам заглянуть в горизонты событий — границы, из-за которых ничто не способно вырваться из хватки чёрных дыр.
Гравитационно-волновой сигнал GW250114 был зафиксирован в январе 2025 года обсерваториями LIGO, Virgo и KAGRA. Сигнал возник, когда две чёрные дыры с массами, примерно в 32 раза превышающими массу Солнца, столкнулись и заставили вибрировать саму ткань пространства.
Теперь команда исследователей проанализировала этот сигнал и обнаружила в гравитационных волнах компонент, который представляет собой коллективный горизонт событий столкнувшихся чёрных дыр в самый момент их слияния.
«Мы измерили последний звук, который издали чёрные дыры, когда столкнулись, — рассказал в своём заявлении со-руководитель исследования Нейл Лу из Центра передового опыта ARC по обнаружению гравитационных волн (OzGrav). — Внутри этого сигнала скрыт небольшой компонент, называемый прямыми волнами, который прежде был плохо изучен. Наш новый анализ позволяет нам расшифровать этот компонент и извлечь уникальную информацию непосредственно с окрестностей горизонта событий».
Исследование команды открывает интригующую возможность: учёные могут использовать гравитационные волны для изучения этих загадочных границ чёрных дыр.
Граница невозврата
Концепция горизонта событий впервые появилась из решений уравнений общей теории относительности Альберта Эйнштейна, сформулированной в 1915 году. Эти решения были найдены Карлом Шварцшильдом, когда он служил в германской армии на Восточном фронте Первой мировой войны.
Шварцшильд обнаружил, что вокруг массивного тела существует точка, в которой скорость убегания — скорость, необходимая для того, чтобы вырваться из гравитационной хватки этого тела, — превышает скорость света. Размер этой границы, известной также как радиус Шварцшильда, зависит от массы тела. Так, для Солнца радиус Шварцшильда составил бы около трёх километров от его центра масс; для Земли — всего девять миллиметров от центра нашей планеты. Это справедливо для всех планет и звёзд: радиус Шварцшильда лежит глубоко внутри этих объектов.
Однако для чёрной дыры радиус Шварцшильда находится далеко от центра масс, выступая в роли внешней границы, улавливающей свет: это и есть горизонт событий. Чтобы вырваться из гравитационных тисков чёрной дыры из этой точки, материи пришлось бы разогнаться до скорости, превышающей скорость света, а специальная теория относительности Эйнштейна говорит нам, что для этого потребовалась бы бесконечная энергия. Ничто во Вселенной не движется быстрее света; следовательно, ничто не покидает горизонт событий.
Чтобы понять, почему это окутывает чёрную дыру тайной, достаточно учесть, что ни один сигнал не может распространяться быстрее света. Это означает, что горизонт событий — это односторонний барьер для информации. Чёрная дыра может её проглотить, но горизонт событий не позволяет ей выплюнуть информацию обратно. Мы никогда не сможем наблюдать внутренность чёрной дыры.
Танец на краю бездны
Неудивительно, что учёные так стремятся изучать горизонты событий и то, что происходит на них. Они хотят не только понять физику материи, отправившейся в одностороннее путешествие в пасть чёрной дыры, но и то, какое воздействие эти космические титаны оказывают на саму ткань пространства.
Колоссальное гравитационное влияние чёрных дыр означает, что, вращаясь, они увлекают за собой саму ткань пространства — явление, называемое «увлечением системы отсчёта» или эффектом Лензе-Тирринга. Отсюда следует ещё одно правило о горизонтах событий: ничто не только не покидает эту границу, но и ничто там не остаётся неподвижным. Новое исследование приближает учёных к пониманию этих правил в мельчайших деталях — как никогда прежде.
«Мы изучили GW250114 — самый громкий из когда-либо наблюдавшихся сигналов от двойной чёрной дыры, примерно в три раза громче первого гравитационно-волнового сигнала, зарегистрированного десять лет назад, — сказала со-руководитель команды Лин Сун из OzGrav. — Наш анализ показывает, что этот исключительно громкий сигнал можно использовать в качестве мощного зонда горизонта remnant-чёрной дыры, позволяющего измерить два её фундаментальных свойства: частоту вращения и поверхностную гравитацию».
Полученные результаты также могут пролить свет на поведение гравитации в самой экстремальной среде во Вселенной — у самого края чёрной дыры.
«Эти измерения знаменуют собой первый шаг к будущим проверкам общей теории относительности с помощью прямых волн», — заключил Лу.
Исследование было опубликовано в среду, 24 июня, в журнале Nature.
Источники:
Исследование Neil Lu, Ling Sun и коллег (OzGrav), опубликованное в Nature (24 июня 2026 года); данные коллабораций LIGO, Virgo и KAGRA о сигнале GW250114; изображение AFP Photo / NASA / JPL-Caltech.
В нашем Telegram‑канале, вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
Поделитесь:
Оставьте Комментарий