• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26 июня, 14:10
Людмила Соколова
4 847

Физики расшифровали «звон» черных дыр после слияния

❋ 4.4

Гравитационные волны, порожденные слиянием двух черных дыр, не ограничиваются простыми колебаниями. К такому выводу ученые пришли, расшифровав предсказанный Эйнштейном специфический «звон» новорожденных космических «монстров».

Красными стрелками на изображении отмечены первичные гравитационные волны, взаимодействующие между собой. Они порождают вторичные нелинейные колебания (синяя стрелка). График отражает соответствие теоретических предсказаний с численными моделями / © Huan Yang

Авторы исследования, недавно опубликованного в журнале Physical Review Letters,
обнаружили, что рожденные в результате слияния черные дыры испускают не только основные — квазинормальные — гравитационные волны, но и вторичные, возникающие в результате их нелинейного взаимодействия. Поясним: до сих пор внимание уделялось только линейным квазинормальным модам (quasinormal modes, QNM), описывающим реакцию черной дыры на возмущения, вызванные изменением внешнего гравитационного поля. 

Однако, поскольку Общая теория относительности нелинейна, сами волны могут взаимодействовать друг с другом, порождая более сложные, вторичные сигналы — тот самый «звон», предсказанный ОТО. Точно описать и измерить его удалось международной исследовательской группе под руководством Нива Кхера (Neev Khera) из Гуэлфского университета (Канада), систематизировав все возможные взаимодействия между колебаниями, возникающими при слиянии черных дыр.

Применив два метода численного моделирования, физики определили, как основные квазинормальные моды взаимодействуют между собой и формируют новые типы сигналов. Еще они обнаружили необычный эффект симметрии — один из четырех возможных каналов взаимодействия. Последний, как оказалось, полностью исчезает независимо от вращения или массы черной дыры.

Результаты показали, что нелинейные взаимодействия между колебаниями порождают вторичные (или квадратичные) гравитационные волны. Открытие устраняет прежние противоречия между теорией и данными численного моделирования. Ранее некоторые амплитуды сигналов, предсказанных ОТО, не совпадали с численными моделями.

Поскольку современные детекторы гравитационных волн не могут уловить «звон» черных дыр, ученые предположили, что справиться с задачей помогут будущие обсерватории, в частности Cosmic Explorer (наземная) и LISA (космическая). Это важно: квадратичные моды представляют собой новый тип сигнала, в котором содержится информация о гравитационных взаимодействиях в экстремальных условиях, а их анализ позволит экспериментально проверить нелинейность ОТО.

«Когда мы поймаем „звон“ черной дыры, то услышим язык гравитации. Более того, включение этих сигналов в будущие модели способно помочь в поисках возможных отклонений и новой физики», — подытожил соавтор новой научной работы Хуань Ян (Huan Yang) из Университета Цинхуа (Китай). 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор освещает темы из разных областей науки, включая астрономию, палеонтологию и генетику. Пишет о научных открытиях, природных явлениях и эволюционных процессах.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

14 июля, 10:19
Александр Березин

Фраза «понедельник — день тяжелый» несет больше смысла, чем можно подумать: в этот день действительно чаще случаются сердечные приступы и многое другое. Теперь исследователи показали, что такое влияние понедельники сохраняют даже после того, как человек прекратил ходить на работу.

14 июля, 11:29
ПНИПУ

Представьте мир, где извергаются серные вулканы высотой в 60 раз больше Эвереста, под 20-километровым льдом скрываются океаны, мощные гейзеры выбрасывают струи водяного пара в космос, а реки из жидкого метана стекают в углеводородные моря. Так выглядят спутники планет Солнечной системы. Ученый Пермского Политеха Евгений Бурмистров рассказал, почему они считаются самыми перспективными местами для поиска жизни и колонизации.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

11 июля, 17:47
Денис Яковлев

Международная команда ученых оценила связь между длительностью физической активности, ее интенсивностью, риском смерти от всех причин и вероятностью развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

9 июля, 08:26
Полина Меньшова

Подобрать тип физической активности, который лучше всего подходит человеку, можно исходя из особенностей его характера. Психологи из Великобритании определили, что люди с разными чертами личности получают больше удовольствия от разных видов спорта.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно