Учените потвърдиха теорията на Хокинг за хоризонта на събитията на черната дупка

Развитието на инструментите за детектиране на гравитационните вълни – и на първо място детекторът LIGO – дава възможност днес те да бъдат регистрирани приблизително веднъж на всеки три дни, вместо веднъж на месец или шест месеца, както беше преди. Същевременно значителното подобряване на разделителната способност на оборудването направи възможно получаването от вълните на все повече и повече недостъпна досега информация. В резултат на това учените намериха категорично потвърждение на теорията на Стивън Хокинг, че хоризонтът на събитията на една черна дупка може само да се увеличава, но не и да намалява. Той я излага преди повече от половин век, но теорията така и не е доказана през неговия живот.

Детекторът LIGO открива гравитационните вълни – пертурбациите в тъканта на пространство-времето, причинени от най-екстремните събития в пространството, като например сблъсъците на черни дупки или неутронни звезди. Първото пряко откриване на гравитационни вълни, направено почти точно преди 10 години, потвърди прогнозите на Алберт Айнщайн, основани на общата теория на относителността.

Оттогава насам персоналът на LIGO е направил много подобрения, така че сега сливанията на черни дупки се регистрират на всеки три дни вместо веднъж месечно. Освен това разделителната способност на инструментите се е увеличила значително. Така че, когато на 14-ти януари 2025 г. беше засечено поредното сливане на две черни дупки, в резултат на което се появи нов обект с маса 63 пъти по-голяма от тази на Слънцето и скорост на въртене 100 оборота в секунда, учените успяха да извлекат много повече данни от гравитационните вълни, създадени от това събитие, отколкото беше възможно преди.

Разработвайки специален метод за анализ, астрономите успяха да изолират конкретните „тонове“ от слабия звън на черната дупка след сливането. Прецизните измервания позволиха с увереност да се определи сигнала, продължаващ милисекунди, пише Life Science.

Получените данни позволиха да се потвърди теорията на Стивън Хокинг, според която хоризонтът на събитията на черната дупка може само да се увеличава, но не и да намалява.

„Въпреки че това е много просто твърдение – “областта може само да се увеличава„ – то има далечни последици“, казва Максимилиано Иси от Колумбийския университет, съавтор на изследването.

Потвърждението на теоремата на Хокинг подсказва за връзка с втория закон на термодинамиката – принципа, че ентропията на една система трябва или да се увеличава, или да остава постоянна.

Тази теория дава възможност на учените да разглеждат черните дупки като „термодинамични обекти“. Вследствие на това те имат ентропия и в резултат на квантовите ефекти излъчват радиация в близост до хоризонта на събитията.

„Това ни подсказва, че общата теория на относителността може да ни каже нещо за квантовата природа на тези обекти и че информацията или ентропията, съдържаща се в една черна дупка, е пропорционална на нейната площ“, добавя Изи.