Когда вы ударяете колокол молотком, он еще некоторое время звонит, поскольку металл продолжает резонировать. Как выяснилось, когда одна черная дыра сталкивается с другой черной дырой, происходит нечто подобное, только вместо звуковых волн новообразованная черная дыра посылает гравитационные — и они распространяются по всей Вселенной.
В соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна, в этих гравитационных волнах должна быть закодирована информация о массе и спине черной дыры. Все остальные характеристики должны поглощаться самой черной дырой, поэтому их нельзя зафиксировать.
Теперь астрономы из Массачусетского технологического института и других научных организаций впервые «услышали звон» новообразованной черной дыры и обнаружили, что характер этого сигнала действительно предсказывает её массу и спин, подтвердив на практике теорию Эйнштейна.
Как проводилось исследование?
В своей работе ученые анализировали данные 2015 года с детекторов гравитационных волн LIGO и Virgo. Среди этих измерений был сигнал, пойманный от слияния двух сверхмассивных черных дыр. Когда исследователи убрали шум и увеличили масштаб этого сигнала, оказалось, что он сначала резко нарастал, а затем так же резко снижался. Затем астрономы перевели сигнал в звук. Долгое время им не удавалось разделить эту гравитационную волну на всплеск интенсивности, который произошел при столкновении, и характерный сигнал новообразованной черной дыры.
С помощью компьютерного моделирования физики показали, что такой сигнал, и особенно его часть сразу после пика содержит «обертоны» — громкие недолговечные тоны. 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.
Эти расчеты совпали с измерениями массы и спина черной дыры, сделанными ранее другими учеными.
По материалам ScienceAlert и Media.az
Читайте также:
На потенциально обитаемой экзопланете впервые найдена вода – британские исследователи
InSight записал звуки ветра на Марсе
