Teoria czarnej dziury Stephena Hawkinga udowodniła, że ​​horyzonty zdarzeń nigdy się nie kurczą

Pięćdziesiąt lat po tym, jak Stephen Hawking zaproponował teorię o czarnych dziurach, stwierdzając, że ich horyzonty zdarzeń – granice, z których nic nie może się wydostać – nigdy nie powinny się kurczyć, jego teoretyczne prawo zostało udowodnione.

Zespół naukowców kierowany przez Massachusetts Institute of Technology (MIT) potwierdził teorię regionów zmarłego fizyka z ponad 95-procentową dokładnością za pomocą obserwacji fal grawitacyjnych.

Zespół dokonał przełomu, wykorzystując dane z GW150914, pierwszych wykrytych fal grawitacyjnych, które zostały utworzone przez dwie inspirujące czarne dziury, które utworzyły nową – zdarzenie. To uwolniło dużą ilość falującej energii przez czasoprzestrzeń.

Przeanalizowali ponownie sygnał fal grawitacyjnych przed i po zderzeniu kosmicznym i ustalili, że obszar horyzontu zdarzeń nie zmniejszył się po połączeniu.

Przewiń w dół, aby zobaczyć wideo

Główny autor Maximiliano Essi, pracownik podoktorski NASA Einstein w Instytucie Astrofizyki i Badań Kosmicznych Kavli MIT, powiedział w oświadczeniu. komunikat: Możliwe jest, że istnieje zoo różnych zwartych obiektów, a podczas gdy niektóre są czarnymi dziurami zgodnie z prawami Einsteina i Hawkinga, inne mogą być nieco innymi potworami.

Więc to nie jest tak, że raz zrobiłeś ten test i to koniec. Robisz to raz i to jest początek.

W 2019 roku Isi i współpracownicy opracowali technikę ekstrakcji echa tuż po szczycie GW150914 — w momencie zderzenia dwóch oryginalnych czarnych dziur, tworząc nową czarną dziurę.

Zespół wykorzystał tę technikę do wybrania określonych częstotliwości lub tonów dla głośnych efektów, które mogą wykorzystać do obliczenia ostatecznej masy i rotacji czarnej dziury.

Nieżyjący już fizyk Stephen Hawking zaproponował teorię o czarnych dziurach w 1971 roku, stwierdzając, że ich horyzonty zdarzeń – granice, z których nic nie może uciec – nigdy nie powinny się kurczyć, a 50 lat później jego teoretyczne prawo zostało udowodnione

Zarówno masa, jak i rotacja są związane z regionem horyzontu zdarzeń czarnej dziury, co skłania naukowców do zastanowienia się, czy mogliby porównać sygnał przed i po fuzji, aby potwierdzić teorię Hawkinga.

Aby odpowiedzieć na to pytanie, zespół podzielił sygnał GW150914 w jego szczycie, czyli fuzję, a następnie opracował model do analizy sygnału z wcześniejszych czasów w celu określenia masy i rotacji omawianych czarnych dziur.

Ponownie przeanalizowali sygnał z fal grawitacyjnych przed i po zderzeniu kosmicznym i ustalili, że obszar horyzontu zdarzeń nie zmniejszył się po połączeniu (wrażenie artysty)

Naukowcy obliczyli całkowitą powierzchnię horyzontu Każda z czarnych dziur miała około 90 734 mil kwadratowych, prawie dziewięć razy więcej niż Massachusetts.

Następnie wykorzystali swoją wcześniejszą technikę, aby wyodrębnić „pierścień” lub odbicia nowo powstałej czarnej dziury.

Umożliwiło to zespołowi obliczenie masy i rotacji nowo powstałej czarnej dziury wraz z obszarem jej horyzontu. Okazało się, że ma 14 169 mil kwadratowych – 13 razy więcej niż obszar Bay State, który obejmuje Connecticut, Rhode Island i Vermont.

„Dane pokazują z ogromną pewnością, że obszar horyzontu zwiększył się po połączeniu, a prawo tego obszaru jest usatysfakcjonowane z bardzo dużym prawdopodobieństwem” – powiedział Issy.

Ulżyło nam, że nasz wynik zgadza się z oczekiwanym modelem i potwierdza nasze zrozumienie tych złożonych połączeń czarnych dziur.

Zespół planuje przeprowadzić dalsze testy teorii regionu Hawkinga i innych długotrwałych teorii mechaniki czarnych dziur, wykorzystując dane z LIGO i Virgo, jej odpowiednika we Włoszech.

„To zachęcające, że możemy myśleć w nowy i innowacyjny sposób o danych dotyczących fal grawitacyjnych i wymyślać pytania, o których myśleliśmy, że nie mogliśmy wcześniej” – powiedział Issy.

Możemy nadal wydobywać fragmenty informacji, które przemawiają bezpośrednio do filarów tego, co naszym zdaniem rozumiemy. Któregoś dnia te dane mogą ujawnić coś, czego się nie spodziewaliśmy.