Новий аналіз гравітаційних хвиль дав перші спостережні докази «другим законом» термодинаміки чорних дір: ніякої класичний процес не може зменшити площу їх горизонту подій.
Чорною дірою називають область простору-часу, тяжіння якої настільки велике, що навіть при русі зі світловою швидкістю подолати його не вийде. Фотони випромінювання, опинившись досить близько до чорної діри, теж не можуть її покинути. Ця межа відповідає горизонту подій – умовній межі, за яку не вирветься ніщо.
Ще на початку 1970-х роботи Яакова Бекенштейна і Стівена Хокінга показали, що поведінка чорної діри має підкорятися принципам, які дивно нагадують початки термодинаміки. Наприклад, площа горизонту подій не може зменшуватися з часом, подібно класичній ентропії. Ці викладки добре узгоджуються з теоретичними моделями й розрахунками, проте дотепер не мали підтвердження в реальних спостереженнях. Такі свідоцтва з’явилися лише тепер, коли гравітаційно-хвильові обсерваторії стали реєструвати «брижі простору-часу».
У 2015 році інструменти LIGO і Virgo вперше в історії вловили гравітаційні хвилі від злиття пари чорних дір – подія GW150914. А в 2019-му був зареєстрований сигнал від новонародженої діри, що утворилася в результаті цього злиття. Тепер американські астрофізики повернулися до отриманих тоді даними і заново проаналізували їх. Про цю роботу вони пишуть в статті, опублікованій в журналі Physical Review Letters.
Ізі Максиміліано (Isi Maximiliano) і його колеги з Массачусетського технологічного інституту зуміли обчислити маси і спіни всіх трьох чорних дір – «вихідних» і тієї, що з’явилася при їх злитті. Це, в свою чергу, дозволило оцінити і порівняти площі їх горизонтів подій. Для «вихідних» вона склала близько 235 тисяч квадратних кілометрів, для нової – 367 тисяч. Таким чином, горизонт подій не зменшився, а зріс, відповідно до передбачень термодинаміки чорних дір.
Варто додати, що ці принципи говорять лише про класичні процеси. Квантові ж явища можуть призводити до зовсім інших ефектів, в тому числі до скорочення горизонту подій і, можливо, повного випаровування чорних дір внаслідок випромінювання Хокінга.
Натхнення: naked-science.ru