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

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка