Из книги Стивена Хокинга: Моя краткая история

Примечание авторов перевода

Когда две нейтронные звезды в далеком космосе взорвались, они создали мощное сотрясение во Вселенной — гравитационные волны, которые ученые обнаружили на Земле в 2017 году. Теперь, просматривая эти записи гравитационных волн, пара физиков считает, что они нашли доказательства, черная дыра которая нарушила бы изящную модель, основанную на теории общей теории относительности Альберта Эйнштейна.

В общей теории относительности черные дыры являются простыми объектами: бесконечно сжатыми особенностями или точками материи, окруженными гладкими горизонтами событиями, через которые не может уйти ни свет, ни энергия, ни материя. До сих пор все данные, которые мы собирали из черных дыр, поддерживали эту модель.

Но в 1970-х годах Стивен Хокинг написал серию статей, в которых предполагалось, что границы черных дыр не так гладки. Вместо этого они размываются благодаря ряду эффектов, связанных с квантовой механикой, которые позволяют «излучению Хокинга» убегать. В последующие годы появилось несколько альтернативных моделей черных дыр, в которых эти гладкие, совершенные горизонты событий были бы заменены на более легкие и нечеткие мембраны. Совсем недавно физики предсказали, что этот пух будет особенно интенсивным вокруг вновь образованных черных дыр — достаточно существенных, чтобы отражать гравитационные волны, создавая эхо в сигнале образования черной дыры. Теперь, после столкновения нейтронной звезды, два физика думают, что нашли этот тип эха. Они утверждают, что черная дыра, которая образовалась, когда слились нейтронные звезды, звонит, как эхо-звонок, и разрушает простую физику черной дыры.

Если эхо является реальным, то оно должно быть из размытой квантовой черной дыры, сказал соавтор исследования Нииеш Афшорди, физик из Университета Ватерлоо в Канаде.

«В теории относительности Эйнштейна материя может вращаться вокруг черных дыр на больших расстояниях, но должна упасть в черную дыру близко к горизонту событий», — сказал Афшорди в интервью Live Science.

Таким образом, вблизи черной дыры не должно быть каких-либо сыпучих материалов, отражающих гравитационные волны. По его словам, даже черные дыры, окружающие себя дисками материала, должны иметь пустую зону вокруг горизонтов событий.

«Временная задержка, которую мы ожидаем (и наблюдаем) для наших эхо-сигналов … может быть объяснена только в том случае, если какая-то квантовая структура находится за пределами их горизонтов событий», — сказал Афшорди.

Это разрыв с обычно непоколебимыми предсказаниями общей теории относительности.

Тем не менее, данные от существующих детекторов гравитационных волн являются шумными, их трудно правильно интерпретировать, и склонны они к ложным срабатываниям. Гравитационная волна, отражающаяся от некоторого квантового пуха вокруг черной дыры, была бы совершенно новым видом обнаружения. Но Афшорди сказал, что сразу после слияния этот пух должен был быть достаточно интенсивным, чтобы отражать гравитационные волны настолько резко, чтобы его могли видеть существующие детекторы.

Джои Нилсен, астрофизик из Университета Вилланова в Пенсильвании, который не принимал участия в этой статье, сказал, что результат является убедительным, особенно потому, что эхо-сигналы были обнаружены в более чем одном детекторе гравитационных волн.

«Это более убедительно, чем прочесывать данные в поисках определенного типа сигнала и говорить« ага! » .

Тем не менее, по его словам, ему нужно будет увидеть больше информации, прежде чем он будет абсолютно уверен, что эхо было реальным. По словам Нейлсена, в статье не учтены другие обнаружения гравитационных волн, собранные в течение 30 секунд после заявленного эха.

«Поскольку вычисления значимости очень чувствительны к тому, как вы выбираете и анвлизируете свои данные, я хотел бы понять все эти особенности более полно, прежде чем делать какие-либо твердые выводы», — сказал он.

Максимилиано Иси, астрофизик в MIT, был настроен скептически.

«Это не первое заявление такого рода, исходящее от этой группы», — сказал он в интервью.