Далеко от Земли две черных дыры вращаются вокруг друг друга, создавая волны, изгибающие время и пространство. Их существование предсказал еще Альберт Эйнштейн более века назад, описав в общей теории относительности.
Но впервые их удалось заметить лишь в 2015 году с появлением Гравитационно-волновой обсерватории лазерного интерферометра (LIGO), за что создатели получили Нобелевскую премию по физике. Это открытие также привело к образованию новой области – гравитационно-волновая астрономия. Но тайна породила много вопросов.
К примеру, как появились эти гравитационные волны и в какой среде? Сейчас ученые смогли продемонстрировать, как они могут выглядеть, если две черных дыры формируются внутри массивной коллапсирующей звезды.
Гравитационные волны впервые позволили отыскать черные дыры, но происхождение дыр все еще остается загадкой. Одна из теорий говорит о том, что они формируются при динамической фрагментации внутреннего ядра умирающей звезды. В итоге, два фрагмента должны стать черными дырами и вращаться вокруг друг друга в звездных остатках.
Чтобы проверить это предположение, исследователи использовали суперкомпьютер и инструменты численной теории относительности для создания модели двух черных дыр в описанной среде.
Многочисленные часы вычислений и сравнение с показателями LIGO привели к интересным результатам. Если черные дыры появились в среде с высокой плотностью, то процесс слияния пройдет быстрее. Если же плотность напоминает вакуум, то моделируемые гравитационные волны сходятся с наблюдаемыми в реальности.
Эти сведения не только лучше характеризуют динамику двойных черных дыр, но и подтверждают, что первые полученные LIGO гравитационные волны поступили из черных дыр в пустой области пространства.
