Гравитационното ехо потвърждава теорията на Хокинг за квантовото излъчване

24/01/2020, 05:00

Ехото в сигнала на гравитационните вълни показва, че хоризонтът на събитията на черната дупка може да е много по-сложен, отколкото считат учените. Международен екип от учени представи първото доказателство за съществуването на гравитационното ехо, предизвикано от млади черни дупки.

Гравитационните вълни се считат за считат за леки промени на пространство-временния континуум, които се образуват от сблъскването на масивни и плътни космически обекти – черни дупки или неутронни звезди.

Според Общата теория на относителността на Айнщайн, нищо не може да се измъкне от капана на черната дупка след като мине точката, след която няма връщане назад – така нареченият хоризонт на събитията. Дълго време учените оспорваха това предположението, докато Стивън Хокинг не приложи методите на квантовата механика, за да предскаже, че квантовите частици могат да изтекат от черната дупка. Този ефект получи името излъчването на Хокинг или лъчението на Хокинг.

Но досега учените нямаха възможност експериментално да потвърдят изтичането на енергия от черната дупка, докато не бяха регистрирани първите гравитационни вълни. И ако квантовото излъчване наистина съществува, гравитационните вълни могат да отскачат от него и по този начин да се образуват по-слаби гравитационни сигнали, като ехо следващо основния сигнал.

Канадски и германски учени съобщиха, че са засекли повтарящо се ехо. Ако техните данни са верни, то това е първото експериментално доказателство, че черните дупки радикално се различават от теорията, предложена от Айнщайн и техният хоризонт на събитията е много по-сложен отколкото се предполагаше.

В основата на наблюденията на германските и канадските учени е гравитационната вълна от сблъскването на две неутронни звезди, фиксирана от гравитационните детектори LIGO/Virgo. Ехото уловено от изследователите, съвпада с модела на черните дупки, в който са отчетени особеностите на квантовата механика и излъчването на Хокинг.

„Нашите резултати са предварителни и сега всичко се проверява отново, понеже има нищожен шанс това да се случайни шумове в детекторите. Но тази вероятност става все по-малка с появата нови сигнали от този тип“ – заяви професорът по астрономия Ниаеш Афшорди (Niayesh Afshord), съавтор на научното изследване. „Но сега, когато учените знаят какво точно да търсят, ние ще фиксираме още много от тези сигнали и ще можем уверено да заявим пред целия свят, че гравитационното ехо съществува. Това доказателство има всички шансове да стане първото директно изучаване на квантовата структура на пространство-времето“.

Да напомним, че предложената от Хокинг теория за квантово изпаряване на черните дупки бе потвърдено в лабораторни условия от израелски учени. Те моделираха черна дупка, която поглъща не светлина, а звук, а като двойка заплетени частици използваха два фотона.