Экстремальные черные дыры имеют волосы, которые можно расчесать

27 / 1 / 2021 18:42
Экстремальные черные дыры имеют волосы, которые можно расчесать - фото
NASA

При изучении экстремальных черных дыр выявлена еще одна величина, которой можно охарактеризовать черную дыру, кроме как по массе, спину и заряду, и которую потенциально можно измерить -- "гравитационные волосы".

Об этом рассказывают в Университете Род-Айленда, США.

Черные дыры считаются одними из самых загадочных объектов во Вселенной. Часть их интриги возникает из-за того, что черная дыра фактически является одним из простейших решений уравнений общей теории относительности Эйнштейна.

На самом деле черные дыры могут быть полностью охарактеризованы только тремя физическими величинами: массой, спином и зарядом. Поскольку они не имеют дополнительных «волосатых» атрибутов для их различения, говорят, что черные дыры не имеют «волос» -- черные дыры одинаковой массы, спина и заряда абсолютно идентичны друг другу.

Профессор Гаурав Ханна из Университета Род-Айленда и Массачусетского университета в Дартмуте вместе со своим бывшим студентом доктором Субиру Сабхарвалом в сотрудничестве с доктором Лиор Бурко из Theiss Research обнаружили, что особый тип черной дыры нарушает уникальность черных дыр, так называемую теорему "безволосости". В частности, команда изучала экстремальные черные дыры -- дыры, "насыщенные" максимальным зарядом или спином, которые они могут нести.

Ученые обнаружили, что существует величина, которую можно выстроить из кривизны пространства-времени на горизонте событий черной дыры, которая сохраняется и является измеряемой для удаленного наблюдателя. Поскольку эта величина зависит от того, как была образована черная дыра, а не только от трех классических атрибутов, она нарушает уникальность черной дыры.

Эта величина представляет собой "гравитационные волосы" и потенциально может быть измерена существующими и будущими обсерваториями гравитационных волн, такими как LIGO и LISA. Структура этих новых волос следует за развитием подобной величины, которую обнаружили Анджелопулос, Аретакис и Гаича в контексте более простой "игрушечной" модели, которая использует скалярное поле и сферические черные дыры, и распространяет ее на гравитационные возмущения вращающейся черной дыры.

"Этот новый результат является удивительным, - говорит Бурко - потому, что теоремы уникальности черных дыр хорошо определены, и, в частности, их распространение на экстремальные черные дыры. Должно быть предположение о том, что условия теорем не удовлетворяются, чтобы объяснить, как эти теоремы не применяются в данном случае".

Действительно, команда продолжила предварительную работу Аретакиса, которая обнаружила, что, хотя внешние возмущения экстремальных черных дыр распадаются, как это происходит и для обычных черных дыр, вдоль горизонта событий определенные поля возмущений развиваются во времени бесконечно.

"Теоремы с уникальностью предусматривают независимость от времени. Но феномен Аретакиса явно нарушает независимость от времени вдоль горизонта событий. Это лазейка, через которую волосы могут выскакивать и быть расчесы на большом расстоянии обсерваторией гравитационных волн", - сказал Бурко.

В отличие от других работ, которые обнаружили волосы в скаляризации черных дыр, Бурко отметил, что "в этой работе мы работали с теорией вакуума Эйнштейна, без дополнительных динамических полей, которые модифицируют теорию и которые могут нарушить Принцип сильной эквивалентности".

Команда использовала очень интенсивные числовые моделирования для получения своих результатов. Моделирования проводились с использованием десятков параллельно подключенных графических процессоров высокого класса Nvidia с более 5000 ядер в каждом. "Каждый из этих графических процессоров может выполнять до 7 триллионов вычислений в секунду, однако, даже при такой вычислительной мощности, моделирование выглядит, как на многие недели", - сказал Ханна.

Учитывая прорывной характер этой работы, она только что была опубликована в одном из лучших рецензируемых журналов по физике "Physical Review D" как высокостатусная статья. Статья доступна также онлайн.

Исследование частично финансировали Национальный научный фонд и Управление морских исследований США. Для исследовательской работы были использованы вычислительные ресурсы Центра научных вычислений и визуализации Массачусетского университета в Дартмуте.

Читайте еще интересные новости о космосе.

ТЕГИ:

 

Последние новости

сегодня:

все новости


 
ПОПУЛЯРНЫЕ НОВОСТИ:
Появились кадры с вероятно последствиями удара по оккупантам в...

06:00, 21 февраля 2024 г.
Появились кадры с вероятно последствиями удара по оккупантам в...
 
ISW: российские войска проводят тактический разворот через Авд...

05:52, 16 февраля 2024 г.
ISW: российские войска проводят тактический разворот через Авд...
 
Российские заявления о непомерных потерях украинских войск в А...

05:52, 18 февраля 2024 г.
Российские заявления о непомерных потерях украинских войск в А...
 
20-25 февраля в Киеве проходят продуктовые ярмарки

05:44, 20 февраля 2024 г.
20-25 февраля в Киеве проходят продуктовые ярмарки
 
ISW: заявления медведева о Киеве указывают на возвращение крем...

06:11, 23 февраля 2024 г.
ISW: заявления медведева о Киеве указывают на возвращение крем...
 
 
ПОХОЖИЕ НОВОСТИ:
Раздробляющие звезды черные дыры встречаются в небе повсюду

20:29, 30 января 2024 г.
Раздробляющие звезды черные дыры встречаются в небе повсюду
 
В нашей галактике найден таинственный объект, который может бы...

11:49, 20 января 2024 г.
В нашей галактике найден таинственный объект, который может бы...
 
Звезды могут содержать внутри себя черные дыры, не отличаясь о...

04:15, 20 декабря 2023 г.
Звезды могут содержать внутри себя черные дыры, не отличаясь о...
 
Сильные магнитные поля известной сверхмассивной черной дыры пр...

09:07, 9 ноября 2023 г.
Сильные магнитные поля известной сверхмассивной черной дыры пр...
 
Согласно новому исследованию, черные дыры питаются быстрее, че...

10:42, 22 сентября 2023 г.
Согласно новому исследованию, черные дыры питаются быстрее, че...
 
Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie