Сильнейшее столкновение чёрных дыр подтвердило теорему Хокинга

Теорема Стивена Хокинга о слиянии чёрных дыр, выдвинутая 50 лет назад, была успешно проверена благодаря огромному прогрессу в области гравитационно-волновой астрономии. В результате учёные зафиксировали волны, вызванные необычайно мощным столкновением, пролетавшим мимо Земли со скоростью света.

В 1971 году Хокинг предложил свою теорему, которая гласит, что при слиянии двух чёрных дыр горизонт событий — граница, за которой даже свет не может вырваться из объятий чёрной дыры — не может иметь площадь меньше суммы площадей двух исходных чёрных дыр. Эта теорема перекликается со вторым законом термодинамики, который гласит, что энтропия, или беспорядок внутри объекта, не уменьшается.

Слияния чёрных дыр деформируют ткань Вселенной, создавая мельчайшие флуктуации пространства-времени, известные как гравитационные волны, которые пересекают космос со скоростью света. Пять гравитационно-волновых обсерваторий на Земле охотятся за такими волнами, порождающими звук наподобие звона колокола. Недавнее столкновение, получившее название GW250114, было практически идентично тому, которое создало первые гравитационные волны, наблюдавшиеся в 2015 году.

В обоих случаях участвовали чёрные дыры с массами от 30 до 40 масс нашего Солнца, и вспышки произошли на расстоянии около 1,3 миллиарда световых лет от нас. Это позволило исследователям проверить теорему Хокинга, вычислив, что площадь горизонта событий действительно увеличилась после слияния. За 10 лет наблюдений за гравитационными волнами учёные зарегистрировали около 300 столкновений чёрных дыр. Но ни одно из них не было зафиксировано с такой же интенсивностью и чёткостью, как GW250114, которое было вдвое громче любой другой гравитационной волны, обнаруженной на сегодняшний день.

Эти результаты открывают путь для новых исследований квантовой гравитации, с помощью которых физики надеются объединить общую теорию относительности и квантовую физику.