Чёрные дыры не мельчают: проверка закона площадей ✦
Учёные измерили площадь горизонта чёрной дыры по гравитационным волнам — как по тону колокола определяют его размер. Анализируя сигнал от слияния GW250114, они нашли, что площадь совпадает с теоретическими ожиданиями и подтверждает закон Хокинга о неуменьшении площади. Такой «космический замер» может открыть новые тайны чёрных дыр.
Чёрная дыра — это область, где искривлённое пространство-время не выпускает даже свет. Её горизонт похож на одностороннюю оболочку, площадь которой связана с энтропией — скрытым беспорядком внутри. Якоб Бекенштейн и Стивен Хокинг поняли: как беспорядок в доме лишь нарастает, так и площадь горизонта не может уменьшаться. Это и проверили в слиянии двух дыр. При столкновении рождается гравитационная рябь, а детекторы LIGO ловят её подобно сверхчувствительным микрофонам. Короткий звон сразу после слияния, искажённый замедлением времени у горизонта, хранит подсказку о вращении. Разложив этот звон на тональности, учёные вычислили массу и вращение, а по ним — площадь новой дыры. Величина совпала с теоретической: площадь лишь выросла, словно беспорядок после слияния стал больше, чем в двух по отдельности. Кстати, за долю секунды слияние выбросило в виде ряби больше энергии, чем все звёзды Вселенной излучают за то же время, — но даже такая вспышка не позволила горизонту сжаться.
🎯 Площадь горизонта чёрной дыры GW250114 составляет около 40 000 квадратных километров — примерно как территория Нидерландов, сжатая в объём среднего города.
🎬 В романе «Контакт» Карла Сагана и фильме «Интерстеллар» герои пытались извлечь данные из сигналов, приходящих из окрестностей чёрных дыр, — похожая идея, но там это была фантастика, а здесь — реальная физика.