Международная группа исследователей проанализировала данные о слияниях черных дыр и проверила, насколько точно в этих экстремальных условиях работает общая теория относительности. Результаты показали: теория, разработанная Альбертом Эйнштейном более века назад, по-прежнему остается надежным описанием явления гравитационного взаимодействия.
Черные дыры — одни из самых экстремальных объектов во Вселенной, где гравитация настолько сильна, что даже свет не может покинуть их пределы. Их столкновения сопровождаются мощными гравитационными волнами — рябью пространства-времени, которую фиксируют современные детекторы.
Именно эти сигналы позволяют проверить фундаментальные законы физики там, где они должны проявляться наиболее ярко.
Поиск «следов новой физики» не дал результатов
В рамках исследования ученые искали возможные отклонения от общей теории относительности. В частности, проверялась гипотеза о так называемых «гравитационных эхо» — повторных всплесках волн после слияния черных дыр. Альтернативные теории гравитации предсказывают их существование.
Однако никаких подобных сигналов обнаружено не было. Это означает, что на текущем уровне точности наблюдений альтернативные модели не получили подтверждения, а теория Эйнштейна снова прошла проверку.
Дополнительно исследователи уточнили ограничения на свойства гипотетических частиц — гравитонов, которые в понимании современной физики должны иметь нулевую массу.
За последние годы детекторы LIGO и Virgo зарегистрировали сотни слияний черных дыр, что позволило перейти от единичных наблюдений к статистическим исследованиям. Теория относительности предсказывает, что при слиянии площадь горизонта событий новой черной дыры не может уменьшаться — это уже подтверждено наблюдениями. В будущем более чувствительные детекторы позволят изучать даже тонкие эффекты «звенящих» черных дыр (ringdown), открывая новые способы тестирования гравитации.
Слияния черных дыр считаются одним из лучших «полигонов» для проверки фундаментальных законов природы. В такие моменты пространство-время искажается сильнее, чем в любых других наблюдаемых процессах и событиях. По мере накопления данных ученые смогут все точнее проверять границы применимости известных теорий и, возможно, все-таки обнаружить признаки новой физики. Однако пока Альберт Эйнштейн посмеивается и показывает скептикам язык, как на известном фото.
Подробнее о том, что на самом деле происходит вблизи черных дыр, читайте в статье Hi-Tech Mail.
