Эйнштейн ошибался: физики выяснили, как найти неуловимых огромных пожирателей материи

Фото: NASA

Физики считают, что для поиска неуловимых крупных двойных черных дыр нужно использовать двойные маленькие черные дыры. Этот метод поможет разгадать тайну того, как сверхмассивные черные дыры росли так быстро в ранней Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Nature, пишет Space.

Обнаружить черные дыры – это непростая задача, ведь они не выпускают свет. Даже самые огромные черные дыры, которые находятся в центрах галактик можно увидеть только тогда, когда они поглощают огромное количество окружающей материи.

Но есть еще гравитационные волны, которые представляют собой крошечные пульсации в ткани пространства-время, заставляющие его "гудеть". Ученые считают, что вместо того, чтобы искать огромные черные дыры с помощью визуальных наблюдений, нужно их слушать. И в этом поиске помогут небольшие черные дыры.

Впервые существование гравитационных волн предсказал Альберт Эйнштейн в своей общей теории относительности. Исходя из этой теории, гравитация возникает, когда объект с массой искривляет саму ткань пространства и времени. Чем больше масса, тем больше кривизна. Это объясняет, почему черные дыры оказывают самое большое гравитационное влияние.

Эйнштейн предсказал, что, когда объекты ускоряются в пространстве-времени, они заставляют его "гудеть" гравитационными волнами. Когда черные дыры вращаются вокруг друг друга, у них достаточно массы, чтобы создавать сильные гравитационные волны.

Когда эти черные дыры вращаются по спирали вокруг друг друга, они выпускают непрерывные низкочастотные гравитационные волны. Это происходит до тех пор, пока черные дыры, наконец, не столкнутся и не сольются вместе, что создаст более высокочастотные гравитационные волны.

Тем не менее, Эйнштейн предсказал, что эти волны будут слишком слабыми, чтобы их можно было обнаружить, а слияния черных дыр происходят в миллионах или даже миллиардах световых лет от нас. К счастью, Эйнштейн ошибался. Первый сигнал гравитационной волны от слияния двух черных дыр был обнаружен в 2015 году.

С тех пор было обнаружено много гравитационных волн, но они возникли в результате слияния черных дыр звездной массы. То есть их масса была в 3-100 раз больше массы Солнца. Слияния сверхмассивных черных дыр были неуловимы для земных детекторов гравитационных волн.

Гравитационные волны, которые выпускают вращающиеся пары сверхмассивных черных дыр, имеют слишком низкую частоту, а потому их не могут услышать детекторы.

Авторы нового исследования предлагают обнаружить тонкие изменения в гравитационных волнах, выпущенных двойными черными дырами звездной массы, которые вызваны влиянием гравитационных волн двойных сверхмассивных черных дыр.

По словам ученых, нужно использовать высокие частоты, которые легко обнаружить, для исследования более низких частот, которые пока неуловимы.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ARDinform