Най-мощната гравитационна вълна потвърди ключово предсказание на Стивън Хокинг
Сблъсък на две черни дупки, засечен от LIGO, доказа с рекордна точност, че общата им повърхност нараства след сливане
Най-мощната гравитационна вълна, засичана някога, даде на учените уникалната възможност да проверят с безпрецедентна точност едно от най-фундаменталните предсказания на съвременната теоретична физика, формулирано от Стивън Хокинг: че общата повърхност на черните дупки никога не може да намалее.
Сигналът, обозначен като GW250114, е породен от катастрофалния сблъсък и сливане на две масивни черни дупки, намиращи се на разстояние над един милиард светлинни години от Земята. Анализът на данните показва с изключителна точност - 99,999% сигурност - че след сливането общата им повърхност се е увеличила, точно както Хокинг предсказва още през 1971 г. в рамките на общата теория на относителността.
Резултатите са публикувани в авторитетното научно списание Physical Review Letters и се основават на гравитационния "отпечатък", регистриран през януари 2025 г. от двата американски детектора на обсерваторията LIGO. Последвалият подробен анализ е извършен от международното сътрудничество LIGO-Virgo-KAGRA, което обединява учени и инструменти от САЩ, Европа и Япония, предаде "Фокус".
Изследването е пряко посветено на т.нар. закон за площта на Хокинг, според който при класически процеси - като сливането на черни дупки - сумарната площ на техните хоризонти на събитията може само да нараства. Нарушаването на този принцип би поставило под съмнение самите основи на общата теория на относителността.
Наблюдението на GW250114 е част от новата ера на гравитационната астрономия, започнала през 2015 г., когато LIGO за първи път регистрира директен сигнал от сливане на две черни дупки. Гравитационните вълни представляват фини колебания в самата тъкан на пространство-времето, предизвикани от ускорението на изключително масивни обекти.
За улавянето им са изградени гигантски L-образни лазерни интерферометри с рамена с дължина по четири километра, способни да измерват промени в разстоянието, по-малки от една хилядна от размера на протон - технологично постижение, което доскоро се смяташе за невъзможно.
Новото измерване представлява сериозен скок напред спрямо предишните тестове на теорията. През 2021 г. учените използваха първия открит сигнал - GW150914 - за подобна проверка, но тогава потвърждението на закона на Хокинг достигаше около 95% вероятност. В сравнение с него GW250114 е приблизително два пъти по-силен от всеки досега регистриран сигнал, което позволява далеч по-точни изчисления на масите, енергийните загуби и въртенето на черните дупки преди и след сливането.
Според анализа, преди сблъсъка двете черни дупки са имали обща площ на хоризонтите си от около 240 000 квадратни километра - площ, сравнима с тази на американския щат Орегон. След сливането повърхността на новообразуваната черна дупка е нараснала до приблизително 400 000 квадратни километра, което е близо до площта на Калифорния.
Учените подчертават, че подобни наблюдения не само потвърждават класическите предсказания на Айнщайн и Хокинг, но и проправят пътя към бъдещи тестове на квантовите свойства на гравитацията - област, в която физиката все още търси обединение между общата теория на относителността и квантовата механика.