Чёрные дыры не мельчают: проверка закона площадей ✛ ✦

Оригинал: "Measuring a Black Hole's Area Immediately after Merger: A Direct-Wave Test of Hawking's Area Law"
arXiv:2606.06592v1 · 2026-06-04 · CC0 1.0 · 1 мин
Анализ короткого прямого сигнала от слияния чёрных дыр подтверждает: общая площадь их горизонтов никогда не уменьшается.

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.

A = 8\pi M^2 \left(1 + \sqrt{1-a^2}\right)
Формула позволяет вычислить площадь горизонта стационарной чёрной дыры Керра, исходя из её полной массы и момента вращения.
\delta A = \frac{8\pi}{\kappa} (\delta E - \Omega_H \delta J)
Связывает изменение площади горизонта δA с изменениями энергии δE и углового момента δJ через угловую скорость горизонта Ω_H и поверхностную гравитацию κ.
Учёные
Stephen HawkingJacob BekensteinHenri PoincaréFritz ZwickyKarl SchwarzschildJoseph Weber
Понятия
площадь горизонта закон площадей Хокинга поверхностная гравитация метрика Керра спектроскопия чёрной дыры прямые волны излучение Хокинга термодинамика чёрных дыр энтропия Бекенштейна–Хокинга космология гравитационных волн усиление волн гравитационный радиус метод эхо-картографирования рингдаун событие горизонт событий логарифмическая поправка gw190814 LIGO энтропия Вальда