Що станеться при злитті чорних дір? Збільшена маса зробить об’єкт щільнішим і меншим або площа нової чорної діри стане більшою? Правим виявився Стівен Хокінг, який передбачив результат 50 років тому.
Вважається, що чорні діри підкоряються простим правилам, які поступово знаходять підтвердження. Тепер підтвердився й один з найвідоміших законів чорної діри, передбачений фізиком Стівеном Хокінгом.
Відповідно до теореми про площу чорної діри, запропонованої Хокінгом ще на початку 1970-х років, площа поверхонь чорних дір не може зменшуватися з часом. Теорема площі буквально зачарувала фізиків, оскільки показує відоме фізичне правило, згідно з яким безлад або ентропія не може зменшуватися з часом. Ентропія постійно збільшується.
“Це дивовижна вказівка на те, що області чорних дір є чимось фундаментальним і важливим», -говорить астрофізик Вілл Фарр з Університету Стоуні — Брук в Нью-Йорку та Інституту Флетайрон в Нью-Йорку.
Площа поверхні чорної діри не змінюється, якщо в неї нічого не потрапляє. Однак якщо щось починає в неї вливатися, то вона набере велику масу, збільшивши площу своєї поверхні. Але падаюча в чорну діру речовина може змусити її обертатися, що зменшує площу її поверхні. Закон же площ говорить, що збільшення площі поверхні через додаткову масу завжди перевищує зменшення площі поверхні через доданого обертання.
- Дивний радіосигнал раз на годину приходить із космосу
- «Хаббл» показав, як змінюються пори року на Сатурні
- Фізики вперше вловили світло зі зворотного боку чорної діри
Для перевірки цього правила астрофізики з Массачусетського технологічного інституту використовували брижі в просторі-часі, викликану двома чорними дірами, які зливаються. Площа поверхні чорної діри визначається її горизонтом подій — кордоном за яким повернення неможливе. Згідно з теоремою площ, площа горизонту подій новоствореної чорної діри повинна бути, принаймні, такою ж великою, як сукупна площа горизонтів подій двох вихідних чорних дір.
Вчені проаналізували гравітаційні хвилі, виявлені обсерваторією гравітаційних хвиль Advanced Laser Interferometer у 2015 році, розділивши їх на хвилі до злиття і після. Потім вони розрахували площі поверхонь чорних дір. Площа поверхні новоствореної чорної діри виявилася більшою, ніж площі двох вихідних чорних дір. Таким чином відповідність закону площі виявилося на рівні 95%.
Натхнення: www.popmech.ru