LIGO обнаружил самое мощное на сегодняшний день слияние черных дыр, а общая теория относительности и теорема Хокинга о площадях получили самое убедительное подтверждение.

Астрономы зафиксировали сигнал гравитационной волны, возникший в результате самого сильного столкновения черной дыры в истории, с помощью американской лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO). Это открытие представляет собой наиболее убедительное на сегодняшний день наблюдательное свидетельство, подтверждающее общую теорию относительности Эйнштейна и теорию черной дыры Хокинга.

Это гравитационно-волновое событие произошло глубоко в далекой Вселенной, когда две черные дыры с массами в 33,6 и 32,2 раза больше Солнца спирально слились. В январе 2025 года два детектора LIGO, расположенные в штатах Луизиана и Вашингтон в США, совместно зафиксировали этот сигнал с чрезвычайно высоким соотношением сигнал/шум. Благодаря трехкратному увеличению чувствительности за последние годы LIGO четко улавливал детали, которые раньше было трудно наблюдать.

Слившаяся новая черная дыра претерпевает кратковременный феномен «звонка вниз» с частотой 247 циклов в секунду и длится около 10 миллисекунд. Анализируя основные колебания и обертоны кольцевых колебаний, исследователи подтвердили предсказание общей теории относительности о том, что черные дыры определяются только двумя параметрами: массой и спином, и подтвердили, что их частота и скорость распада математически связаны.

Анализ показывает, что площадь горизонта событий слившейся черной дыры увеличилась примерно до 400 000 квадратных километров. Хотя общая масса системы уменьшилась из-за излучения гравитационных волн, площадь горизонта событий по-прежнему больше суммы площадей двух исходных черных дыр, что напрямую подтверждает теорему Хокинга о том, что «площадь поверхности черной дыры никогда не уменьшается».

Хотя анализ пытается избежать предвзятости теоретических предположений, ученые отмечают, что необходимы дальнейшие независимые от модели тесты. В будущем, поскольку чувствительность LIGO продолжает улучшаться, ожидается, что ученые смогут обнаружить больше мод вибрации, тем самым более точно проверяя общую теорию относительности и даже исследуя сферу ее применения.