В начале 2025 года детекторы гравитационно-волновой обсерватории LIGO в США зафиксировали сигнал GW250114 — самый мощный из когда-либо измеренных. Он был вызван столкновением двух черных дыр массой около 33 масс Солнца каждая, которые слились в один более крупный объект массой 63 солнечных на расстоянии примерно 1,3 миллиарда световых лет от Земли.
Сигнал был настолько четким, что ученые с исключительной точностью определили спины (вращение) всех трех черных дыр и смогли услышать первоначальные вибрации конечной черной дыры после слияния. Это стало возможным благодаря десятилетиям улучшений чувствительности LIGO: если первый сигнал в 2015 году имел соотношение сигнал/шум 26, то у GW250114 этот показатель достиг 80, что сделало его беспрецедентно чистым для анализа.
Главным открытием стало убедительное подтверждение теоремы Хокинга о площади горизонта событий, предсказанной Стивеном Хокингом в 1971 году. Анализ показал, что суммарная площадь горизонтов исходных черных дыр составляла около 240 000 км² (размер Великобритании), а у новой черной дыры она выросла до примерно 400 000 км² (размер Швеции) . Это доказывает, что общая площадь горизонта событий при слиянии черных дыр не уменьшается, что согласуется с законами термодинамики.
Кроме того, сигнал позволил впервые с высокой достоверностью выделить два тона в фазе «звона» конечной черной дыры, что подтвердило ее соответствие решению Керра — предсказанию общей теории относительности Эйнштейна о том, что черные дыры описываются только массой и спином . Уровень достоверности этого подтверждения составил 99,999%.
Это открытие знаменует новую эру в гравитационно-волновой астрономии, позволяя с невероятной точностью проверять фундаментальные законы физики в самых экстремальных условиях Вселенной. Ученые надеются, что дальнейшее улучшение детекторов позволит раскрыть еще больше космических тайн.
Всем спокойной ночи!