Ученые предсказали свойства черной дыры по гравитационным волнам — Naked Science
12 сентября
5 минут
Никита Шевцов

Ученые предсказали свойства черной дыры по гравитационным волнам

Предсказанный теорией Эйнштейна «звон» черной дыры был впервые зафиксирован группой астрономов. На его основе удалось определить массу и спин объекта.

lensing-disk-bloomed

Согласно теории Эйнштейна, черные дыры должны проявлять только три наблюдаемых свойства: массу, спин и электрический заряд. Все остальные характеристики, которые физик Джон Уилер назвал «волосами», должны быть поглощены самой черной дырой, поэтому их нельзя будет зафиксировать.

 

Теперь физики из Массачусетского технологического института и других организаций впервые «услышали звон» зарождающейся черной дыры и обнаружили, что характер этого сигнала действительно предсказывает массу и спин черной дыры. Они использовали уравнения Эйнштейна, чтобы описать связь характеристик гравитационных волн от новорожденной черной дыры с ее физическими свойствами. Эти расчеты совпали с измерениями массы и спина черной дыры, сделанными ранее другими учеными.

 

Если бы расчеты исследователей существенно отклонялись от других измерений, то можно было бы предположить, что волны черной дыры кодируют свойства, отличные от массы, спина и электрического заряда,— дразнящее свидетельство физики за пределами того, что может объяснить теория Эйнштейна. Но, как оказалось, гравитационные волны напрямую связаны с массой и спином, а значит, черные дыры не имеют никаких «волос».

 

В своей работе ученые анализировали данные с детекторов гравитационных волн LIGO и Virgo, которые были получены в 2015 году. Эти измерения включали сигнал, пойманный от слияния двух сверхмассивных черных дыр. Когда ученые убрали шум и увеличили масштаб этого сигнала, оказалось, что он сначала резко нарастал, а затем так же резко снижался, образуя пик. Когда астрономы перевели сигнал в звук, то услышали что-то похожее на «чириканье». Однако долгое время исследователям не удавалось разделить эту гравитационную волну на всплеск интенсивности, который произошел при столкновении, и характеристический сигнал новорожденной черной дыры.

 

В новой работе физики показали с помощью компьютерного моделирования, что такой сигнал, и особенно его часть сразу после пика содержит «обертоны» — семейство громких недолговечных тонов. Когда ученые повторно проанализировали сигнал, принимая во внимание обертоны, то обнаружили, что они могут успешно разделить гравитационный сигнал на составляющие. В частности, они идентифицировали два различных тона, каждый из которых имел свою высоту и скорость затухания. Подстановка этих характеристик в уравнения Эйнштейна позволила ученым рассчитать массу и спин новорожденной черной дыры.

 

Не так давно ученые показали, что гравитационные волны также могут помочь отследить происхождение черных дыр. Например, их расчеты показали, что некоторые из этих объектов произошли из одного звездного скопления, которое двигалось со скоростью в 50 километров в секунду.

Позавчера, 11:57
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Позавчера, 15:31
4 минуты
Илья Ведмеденко

По оценкам американских специалистов, одно место на пилотируемой версии корабля Dragon стоит 55 миллионов долларов. Это намного дешевле стоимости одного места на аппаратах серии «Союз».

Позавчера, 14:05
7 минут
Полина Гершберг

Новая работа предложила объяснение того, как могущественное государство погибло при нападении более слабых соседей.

Позавчера, 11:57
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

12 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

13 ноября
18 минут
Александр Березин

Гибель десятков человек от вейпинга объяснили витамином Е. Попробуем разобраться в странной истории о массовой болезни молодых вейперов.

Позавчера, 11:57
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

12 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

13 ноября
18 минут
Александр Березин

Гибель десятков человек от вейпинга объяснили витамином Е. Попробуем разобраться в странной истории о массовой болезни молодых вейперов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: