Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ
В космосе постоянно регистрируются мощные колебания, вызванные столкновениями черных дыр, пишет KS. Российские ученые решили проверить, что бы произошло, если столкнуть другие загадочные объекты — так называемые кротовые норы? Результат компьютерного моделирования оказался неожиданным.
Лукаш Голомбёвский (Łukasz Gołąbiowski)
В космосе мы постоянно регистрируем гравитационные волны, то есть мощные колебания, вызванные чаще всего столкновениями черных дыр. Однако два российских ученых, Никита. Широков и Илья Начевский из Московского физико-технического института, решили проверить, а что бы произошло, если столкнуть другие, не менее загадочные объекты — так называемые кротовые норы? Результаты компьютерного моделирования оказались довольно неожиданными.
Новый эксперимент и теории Хокинга
Хотя кротовые норы (они же "червоточины") нам известны, прежде всего, по научно-фантастическим книгам и фильмам, они не возникли из ниоткуда — это самая настоящая научная концепция, основанная на теории относительности Эйнштейна. В необычном эксперименте с их столкновениями ученые взяли на вооружение конкретную теоретическую модель, так называемый туннель Эллиса-Бронникова. Говоря максимально просто, это коридор, соединяющий две отдаленные точки во Вселенной, через который теоретически могут проходить свет и материя. Но чтобы такая структура не разрушилась за доли секунды под собственным весом, изнутри ее должна "распирать" чисто гипотетическая отрицательная энергия.
В процессе компьютерной симуляции ученые протестировали различные сценарии сближения таких объектов. Часто они просто проходили мимо друг друга на минимальном расстоянии (при этом сильно расширяясь), но самое интересное происходило при их лобовом столкновении. Тогда вокруг обоих туннелей образовался общий видимый горизонт — то есть определяемая в моменте граница области, где гравитация захватила свет.
Неожиданностью было то, что после столкновения поверхность этого горизонта внезапно сократилась примерно на 28%. А это... противоречит известной идее, описанной Стивеном Хокингом в 1971 году, согласно которой поверхность горизонта черной дыры (а туннели после столкновения как раз образовали нечто на нее похожее) может только расти или оставаться прежней. И все-таки российские физики не опровергли Хокинга. Во-первых, в ходе симуляции измерялся вышеупомянутый видимый горизонт, который подчиняется несколько другим принципам, а во-вторых, используемая в модели отрицательная энергия просто выходит за рамки стандартных условий, на которые опирался Хокинг.
Другой след, другая сигнатура
Однако самый важный вывод, сделанный по результатам этого эксперимента, касается самих гравитационных волн. Когда два "классических" объекта, такие как черные дыры, сталкиваются друг с другом, сигнал в измерительных приборах плавно увеличивается и ускоряется, создавая характерное "щебетание".
А смоделированное столкновение туннелей дало совершенно иной эффект, а именно резкие короткие "выстрелы" сигнала без предварительного, характерного для этого явления нарастания. Теоретически такая разная сигнатура могла бы облегчить нам распознавание таких объектов. Однако на самом деле все не так просто — короткий импульс может быть вызван в том числе менее типичной черной дырой (как при громком сигнале GW190521 от 2019 года) и потенциально другими объектами. Однако эксперимент показывает один из возможных сценариев (напомню, что мы говорим об очень абстрактной симуляции!) и дает ориентир для будущих исследований, особенно в ситуации, когда на детекторы поступит сигнал, отличающийся от известных нам моделей.
