Стивен Хокинг оказался прав

Что произойдет при слиянии чёрных дыр? Увеличенная масса сделает получившийся объект плотнее и меньше или площадь новой чёрной дыры станет больше? Прав оказался Стивен Хокинг, предсказавший результат 50 лет назад.

Считается, что чёрные дыры подчиняются простым правилам, которые постепенно находят подтверждения. Теперь подтвердился и один из самых известных законов чёрной дыры, предсказанный физиком Стивеном Хокингом.

Согласно теореме о площади чёрной дыры, предложенной Хокингом ещё в начале 1970-х годов, площадь поверхностей чёрных дыр не может уменьшаться со временем. Теорема площади буквально очаровала физиков, поскольку отражает известное физическое правило, согласно которому беспорядок или энтропия не может уменьшаться со временем. Энтропия постоянно увеличивается.

«Это удивительное указание на то, что области чёрных дыр являются чем-то фундаментальным и важным», — говорит астрофизик Уилл Фарр из Университета Стоуни-Брук в Нью-Йорке и Института Флэтайрон в Нью-Йорке.

Площадь поверхности чёрной дыры не меняется, если в неё ничего не попадает. Однако если что-то начинает в неё вливаться, то она наберёт большую массу, увеличив площадь своей поверхности. Но падающее в чёрную дыру вещество может заставить её вращаться, что уменьшает площадь её поверхности. Закон же площадей гласит, что увеличение площади поверхности из-за дополнительной массы всегда превышает уменьшение площади поверхности из-за добавленного вращения.

Для проверки этого правила астрофизики из Массачусетского технологического института использовали рябь в пространстве-времени, вызванную двумя сливающимися чёрными дырами. Площадь поверхности чёрной дыры определяется её горизонтом событий — границей за которой возврат невозможен. Согласно теореме площадей, площадь горизонта событий вновь образованной чёрной дыры должна быть, по крайней мере, такой же большой, как совокупная площадь горизонтов событий двух исходных чёрных дыр.

Учёные проанализировали гравитационные волны, обнаруженные обсерваторией гравитационных волн Advanced Laser Interferometer в 2015 году, разделив их на волны до слияния и после. Затем они рассчитали площади поверхностей чёрных дыр. Площадь поверхности вновь образованной чёрной дыры оказалась больше, чем площади двух исходных чёрных дыр. Таким образом соответствие закону площади оказалось на уровне 95%.

Источник: Popmech