Лаконичный отчет о исследовании приведен на веб-сайте Института Ватерлоо. Ученые отыскали так называемое «эхо» гравитационных волн, связанных с микроскопическим квантовым «пушком», окружающим молодые черные дыры.
Теоретики считают, что гравитационные волны представляют собой «рябь» пространства-времени. Она рождается в итоге столкновений огромных галактических объектов, например, нейтронных звезд или черных дыр.
В 2017 году коллаборация LIGO при помощи особенных детекторов впервой смогла записать сигналы гравитационных волн, вызванных столкновением нейтронных звезд. Эти данные и были использованы в новом исследовании.
Оно показало, что горизонт событий черной дыры может быть еще более сложным, чем числилось до сих пор. Непосредственно это предсказал в своей теории именитый британский физик Стивен Хокинг.
«Согласно Общей теории относительности Эйнштейна, ничто не может покинуть пространство черной дыры после прохождения точки невозвращения, известной как горизонт событий, — объясняет Ниаеш Афшорди, доктор физики и астрономии из Института Ватерлоо. — В течение долгого времени ученые так и думали, пока Стивен Хокинг, используя квантовую механику, не предсказал, что квантовые частицы копотливо вытекают из черных дыр. Это явление мы на данный момент называем излучением Хокинга».
Долгое время ученые не могли экспериментально проверить предсказание Хокинга, поэтому верной считалась теория Эйнштейна. Но понятно, что если излучение Хокинга взаправду существует, то оно окружает черную дыру. Это означает, что гравитационные волны могут от него отскакивать, создавая «эхо» — более слабые сигналы гравитационных волн, показавшиеся уже после столкновения массивных объектов.
Существование «эхо» само по себе доказывает правоту Хокинга. Команда Афшорди в своей статье обрисовывает предварительные результаты тестов, которые подтверждают существование «эхо».
Сообщается, что наблюдавшееся учеными «эхо» совпадает с параметрами, предсказанным моделями черных дыр, которые объясняют эффекты квантовой механики и излучения Хокинга.
«Наши результаты все еще являются предварительными, потому что имеется весьма малая возможность того, что мы наблюдали случайный шум в детекторах, — говорит Афшорди. — Но она будет уменьшаться по мере появления новейших фактов, подтверждающих существование этих сигналов. Такое подтверждение станет первым прямым исследованием квантовой структуры пространства-времени».
