Могут ли гравитационные волны раскрыть тайны происхождения черных дыр?

Подобно тому, как анализ ДНК позволяет проследить происхождение человека, гравитационные волны открывают уникальную возможность изучить «родословную» черных дыр. Исследование, проведенное учеными из Университета Кардиффа, совместно с коллегами из других научных учреждений, основывается на анализе спина черных дыр, который, как оказалось, является ключом к их истории формирования.
Могут ли гравитационные волны раскрыть тайны происхождения черных дыр?
Изображение носит иллюстративный характер

Черные дыры, как утверждал физик-теоретик Джон Уилер, лишены каких-либо характеристик, кроме массы, заряда и углового момента, словно «не имеют волос». Однако, анализируя гравитационные волны, предсказанные Альбертом Эйнштейном около 110 лет назад в рамках общей теории относительности, можно узнать гораздо больше. Ученые использовали данные о 69 событиях слияния черных дыр, обнаруженных обсерваториями LIGO и Virgo, чтобы исследовать взаимосвязь между спином и массой этих загадочных объектов.

Спин черной дыры, то есть скорость ее вращения, оказался очень информативным показателем. Он несет в себе отпечаток условий, в которых эта черная дыра сформировалась. Например, быстро вращающиеся черные дыры часто образуются в плотных звездных скоплениях, где происходит множество слияний меньших черных дыр.

Одним из ключевых выводов исследования стало обнаружение определенного порога массы, при котором спин черной дыры меняется. Этот факт свидетельствует о том, что сверхмассивные черные дыры, чья масса превосходит массу Солнца в миллионы и миллиарды раз, вероятно, растут за счет последовательных слияний более мелких черных дыр, чья масса от 10 до 100 солнечных масс.

Работа команды, возглавляемой Фабио Антонини из школы физики и астрономии Университета Кардиффа, позволила прийти к выводу, что черные дыры накапливают массу не линейно, а в результате ряда взаимодействий, изменяющих их характеристики. Изучение таких процессов важно для понимания механизмов эволюции галактик, в центрах которых и находятся сверхмассивные черные дыры.

Изобель Ромеро-Шоу, исследователь из Кембриджского университета, и Томас Каллистер, из университета Чикаго, внесли существенный вклад в данную работу. Обсерватория LIGO и Virgo, чьи данные использовались в исследовании, обнаружили гравитационные волны от столкновения черных дыр впервые в 2015 году. Эти наблюдения стали отправной точкой для многих исследований в области астрофизики.

Результаты исследования, опубликованные 7 января в журнале Physical Review Letters, являются важным шагом к созданию более точных компьютерных моделей формирования черных дыр. Эти модели позволят ученым глубже понять процессы их слияния и эволюции.

В дальнейшем, результаты работы будут использованы для интерпретации данных, которые будут получены в ходе работы будущих гравитационных обсерваторий, таких как Einstein Telescope (наземная обсерватория) и LISA (космическая обсерватория). Эти обсерватории будут способны детектировать гравитационные волны с большей чувствительностью и в более широком диапазоне частот, что позволит получить еще более подробную картину «родословной» черных дыр.

Изучение гравитационных волн даёт уникальную возможность заглянуть в самые отдаленные уголки Вселенной и исследовать процессы, происходившие на протяжении миллиардов лет. С каждым новым открытием мы приближаемся к пониманию тайн космоса и его фундаментальных законов.

Метод, используемый исследователями, основан на изучении особенностей гравитационного сигнала, который несет информацию о параметрах и взаимодействиях черных дыр. Анализируя этот сигнал, можно узнать не только массу и спин черных дыр, но и историю их формирования.

Таким образом, гравитационные волны открывают совершенно новую главу в изучении черных дыр, предоставляя нам возможность заглянуть в их прошлое и понять, как они растут и эволюционируют. Этот «космический тест ДНК» позволит нам разгадать многие загадки Вселенной, в том числе связанные с образованием самых массивных объектов в космосе.


Новое на сайте

19164Уязвимые обучающие приложения открывают доступ к облакам Fortune 500 для криптомайнинга 19163Почему ботнет SSHStalker успешно атакует Linux уязвимостями десятилетней давности? 19162Microsoft устранила шесть уязвимостей нулевого дня и анонсировала радикальные изменения в... 19161Эскалация цифровой угрозы: как IT-специалисты КНДР используют реальные личности для... 19160Скрытые потребности клиентов и преимущество наблюдения над опросами 19159Академическое фиаско Дороти Паркер в Лос-Анджелесе 19158Китайский шпионский фреймворк DKnife захватывает роутеры с 2019 года 19157Каким образом корейские детские хоры 1950-х годов превратили геополитику в музыку и... 19156Научная революция цвета в женской моде викторианской эпохи 19155Как новый сканер Microsoft обнаруживает «спящих агентов» в открытых моделях ИИ? 19154Как новая кампания DEADVAX использует файлы VHD для скрытой доставки трояна AsyncRAT? 19153Как новые китайские киберкампании взламывают госструктуры Юго-Восточной Азии? 19152Культ священного манго и закат эпохи хунвейбинов в маоистском Китае 19151Готовы ли вы к эре коэффициента адаптивности, когда IQ и EQ больше не гарантируют успех? 19150Иранская группировка RedKitten применяет сгенерированный нейросетями код для кибершпионажа
Ссылка