Close
20 октября 2021, Среда

Доказана теорема Стивена Хокинга, касающаяся свойств черной дыры

02.07.2021 Разместил: Редакция ESOREITER / Источник: LENTA.RU 2540

Доказана теорема Стивена Хокинга, касающаяся свойств черной дырыФото из открытых источников

Физики Массачусетского технологического института доказали теорему Стивена Хокинга, которая гласит, что площадь горизонта событий черной дыры не может уменьшаться. Парадокс состоит в том, что это утверждение противоречит другому предсказанию знаменитого физика, согласно которому черные дыры со временем испаряются. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Кратко о научной работе рассказывается в пресс-релизе на Phys.org.

Ученые проанализировали результаты наблюдения гравитационной волны GW150914, которая прошла через Землю в 2015 году и была зарегистрирована обсерваторией LIGO. Этот сигнал был порожден слиянием двух черных дыр, которые породили более массивную черную дыру с выделением огромного количества энергии. Если теорема Хокинга верна, тогда площадь итоговой черной дыры не должна быть меньше, чем сумма площадей двух исходных черных дыр. Физики пришли к выводу, что с достоверностью 95 процентов площадь действительно не уменьшилась после слияния.

Теорема Хокинга о площадях была выведена в 1971 году. Она представляет собой аналог второго закона термодинамики, который гласит, что энтропия системы никогда не должна уменьшаться, только увеличиваться или не изменяться. Предполагается, что черные дыры могут вести себя как излучающие тепло объекты, если принимать во внимание квантовые эффекты, происходящие на самом горизонте событий. Излучение Хокинга возникает, когда в результате квантовых флуктуаций появляется пара виртуальных частиц. Обычно они тут же аннигилируют, однако у самого горизонта событий одна из частиц может провалиться в черную дыру, а другая улететь прочь, порождая тем самым излучение.

Если рассматривать черную дыру как изолированную систему, то ее энтропия, которая пропорциональна площади горизонта событий, действительно не может уменьшатся. В больших масштабах это правило нарушается, когда учитывается еще и излучение. Однако в меньших масштабах теорема работает. Известно, что площадь горизонта событий тем меньше, чем быстрее черная дыра вращается, и теоретически падающее тело может ускорить вращение. Однако ученые показали, что это ускорение компенсируется ростом площади горизонта событий, которое происходит, когда тело попадает в черную дыру.

Для этого исследователи разработали модель для анализа сигнала до пика, соответствующего двум движущимся по спирали черным дырам, чтобы определить массу и вращение обеих черных дыр до слияния. Когда черные дыры сближаются друг с другом по спирали, они вращаются все быстрее и быстрее, и амплитуда гравитационного сигнала увеличивается. Это позволяет определить массу обеих дыр, скорость их вращения и, соответственно, площадь их горизонта. Результирующая черная дыра также колеблется, производя гравитационные волны, по которым можно определить ее массу и скорость вращения.

‹ Назад
Вперед ›
Новости партнеров
Технологии, научные открытия
Звуковые волны заставляют левитировать любые предметы, выяснили ученые
14.05.2021 4845

В феврале 2019 года команда исследователей из Колумбийского университета опубликовала результаты эксперимента, который показал, что звуковые волны могут переносить гравитационную массу.

Ученые смогли обратить старение вспять на три года
30.05.2021 3533
Мозг человека не может отличить свои пальцы от искусственных
20.05.2021 2958
В мозге человека обнаружили неизвестное явление
22.05.2021 2649
Чтение стихов развивает мозг, выяснили ученые
23.05.2021 2374
Самое популярное
Врачи в России будут ставить диагноз дистанционно
14.10.2021 408

Российские врачи смогут полноценно оказывать дистанционные медицинские услуги, что позволит ставить диагноз..

Метки:
Россия
В Испании запечатлели в небе «лик Бога»
Ковер-самолет существует: пользователи Сети нашли доказательство
Новейшая система навигации сделает российские самолеты неуязвимыми