Одно из самых экстремальных столкновений черных дыр во Вселенной, как полагают ученые, доказало правоту Альберта Эйнштейна.
Ученые, изучающие последствия столкновения гигантской черной дыры, возможно, подтвердили гравитационное явление, предсказанное Альбертом Эйнштейном столетие назад.
Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature, явление, известное как прецессия и похожее на колебательное движение, иногда наблюдаемое в волчке, произошло, когда две древние черные дыры столкнулись и слились в одну. По мере того, как два массивных объекта вращались ближе друг к другу, они испускали огромную рябь через ткань пространства-времени, известную как гравитационные волны, которые устремлялись наружу через космос, унося энергию и угловой момент от сливающихся черных дыр.
Ученые впервые обнаружили эти волны, которые исходят от черных дыр, в 2020 году с помощью лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) в США и датчиков гравитационных волн Virgo в Италии. Теперь, после многих лет изучения волновых структур, исследователи подтвердили, что одна из черных дыр вращалась с невероятной скоростью, невиданной ранее. Вращающаяся черная дыра закручивалась и вращалась в 10 млрд раз быстрее, чем любая ранее наблюдаемая черная дыра, которая искажала пространство и время настолько сильно, что обе черные дыры колебались — или прецессировали — на своих орбитах.
Исследователи наблюдали прецессию во всем, от вершин веретена до умирающих звездных систем, но никогда не наблюдали таких огромных объектов, как двойные системы черных дыр, в которых два «космических пылесоса» вращаются вокруг общего центра. Однако общая теория относительности Эйнштейна предсказала более 100 лет назад, что прецессия должна происходить в таких больших объектах, как двойные черные дыры. Сейчас, говорят авторы исследования, это редкое явление наблюдается в природе впервые.
«Мы всегда думали, что двойные черные дыры могут делать это. Мы надеялись найти пример с момента первого обнаружения гравитационных волн. Нам пришлось ждать пять лет, но, наконец, у нас есть одно!», — заявил в своем заявлении ведущий автор исследования Марк Ханнам, директор Института исследования гравитации Кардиффского университета в Великобритании.
Новое исследование в Nature предполагает, что две черные дыры имели хаотические отношения до их насильственного слияния. По мере того, как два гигантских объекта тянули друг друга на все более сближающейся орбите, они начали раскачиваться, как волчки, прецессируя несколько раз в секунду. По словам ученых, этот эффект прецессии оценивается в 10 млрд раз быстрее, чем любой другой из когда-либо измеренных.
Эти открытия оправдывают Эйнштейна, который предсказал, что такие эффекты возможны в некоторых крупнейших объектах Вселенной. Но результаты также поднимают вопрос о том, действительно ли слияния зыбких и шатких черных дыр, подобные этому, так же редки, как считалось раньше.
