В 2017 году исследователи заметили эпическое столкновение между двумя нейтронными звездами, которое продолжает одаривать нас научными открытиями. При этом слиянии произошел выброс гравитационных волн, распространившихся по всей Вселенной. Теперь отголоски случившегося могут позволить подтвердить давнюю гипотезу о черных дырах.
Изучающие данные гравитационных волн ученые полагают, что им удалось найти свидетельство эхо-сигналов. Подобное могло произойти только при наличии «квантового пуха», созданного излучением Хокинга.
Общая теория относительности Альберта Эйнштейна говорит, что ничто не может вырваться из мощной гравитации черной дыры, если пройдена точка невозвращения (горизонт событий). Так думали долгое время, пока Стивен Хокинг не использовал квантовую механику, в которой предсказал, что квантовые частицы могут медленно вытекать из черных дыр. Этот процесс назвали излучением Хокинга.
Квантовая механика объясняет то, что порой не удается объяснить с помощью общей теории относительности, из-за чего возникают некоторые противоречия. Теоретическое излучение Хокинга напоминает спектр света, излучаемый нагретыми объектами, подчиняющимися правилам излучения черного тела. Но в конкретном случае сверхтяжелая масса черной дыры приводит к излучению сверхнизких энергетических волн.
Если мысль Хокинга верна, то черные дыры должны медленно испаряться, разрешая информационный парадокс черных дыр. Но гравитационные волны начали улавливать лишь несколько лет назад. И они слишком слабые, чтобы фиксировать их большое количество и предоставить точный анализ.
В лабораторных экспериментах подтвердили, что излучение Хокинга может быть волне реальным. Если это так, то вокруг горизонта испаряющейся черной дыры должны находить «квантовый пух», который и провоцирует формирование гравитационных волн. По сути, гравитационные волны могут отскакивать от этого «пуха», создавая меньшие сигналы после основного события – эхо-сигналы.
Исследователи из Института гравитационной физики Макса Планка (Германия) полагают, что им удалось найти эхо-сигналы, а значит, они зафиксировали и излучение Хокинга. Но есть несколько моментов. Анализ данных гравитационных волн в событии GW 150914 не обнаружил признаков квантового пуха. Да и исследование от 2019 года после анализа всех сигналов не зафиксировал намека на излучение Хокинга.
Возможно, наши приборы все еще не обладают нужной чувствительностью, чтобы зафиксировать это излучение. Или же Стивен Хокинг ошибся в своих подозрениях. А значит, нам нужно продолжать поиски гравитационных волн и улучшать мощность инструментов.
Источник: https://www.sciencealert.com/gravitational-wave-echoes-may-help-us-detect-hawking-radiation-from-black-holes?perpetual=yes&limitstart=1
Автор: Юлия Сабурова
