„ | Наблюдениями и опытами можно подтвердить теорию. Будем снисходительны к ленточным редакторам. | “ |
Физики Массачусетского технологического института доказали теорему Стивена Хокинга, которая гласит, что площадь горизонта событий черной дыры не может уменьшаться. Парадокс состоит в том, что это утверждение противоречит другому предсказанию знаменитого физика, согласно которому черные дыры со временем испаряются. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Кратко о научной работе рассказывается в пресс-релизе на Phys.org.
Ученые проанализировали результаты наблюдения гравитационной волны GW150914, которая прошла через Землю в 2015 году и была зарегистрирована обсерваторией LIGO. Этот сигнал был порожден слиянием двух черных дыр, которые породили более массивную черную дыру с выделением огромного количества энергии. Если теорема Хокинга верна, тогда площадь итоговой черной дыры не должна быть меньше, чем сумма площадей двух исходных черных дыр. Физики пришли к выводу, что с достоверностью 95 процентов площадь действительно не уменьшилась после слияния.
Теорема Хокинга о площадях была выведена в 1971 году. Она представляет собой аналог второго закона термодинамики, который гласит, что энтропия системы никогда не должна уменьшаться, только увеличиваться или не изменяться. Предполагается, что черные дыры могут вести себя как излучающие тепло объекты, если принимать во внимание квантовые эффекты, происходящие на самом горизонте событий. Излучение Хокинга возникает, когда в результате квантовых флуктуаций появляется пара виртуальных частиц. Обычно они тут же аннигилируют, однако у самого горизонта событий одна из частиц может провалиться в черную дыру, а другая улететь прочь, порождая тем самым излучение.
Если рассматривать черную дыру как изолированную систему, то ее энтропия, которая пропорциональна площади горизонта событий, действительно не может уменьшаться. В больших масштабах это правило нарушается, когда учитывается еще и излучение. Однако в меньших масштабах теорема работает. Известно, что площадь горизонта событий тем меньше, чем быстрее черная дыра вращается, и теоретически падающее тело может ускорить вращение. Однако ученые показали, что это ускорение компенсируется ростом площади горизонта событий, которое происходит, когда тело попадает в черную дыру.
Для этого исследователи разработали модель для анализа сигнала до пика, соответствующего двум движущимся по спирали черным дырам, чтобы определить массу и вращение обеих черных дыр до слияния. Когда черные дыры сближаются друг с другом по спирали, они вращаются все быстрее и быстрее, и амплитуда гравитационного сигнала увеличивается. Это позволяет определить массу обеих дыр, скорость их вращения и, соответственно, площадь их горизонта. Результирующая черная дыра также колеблется, производя гравитационные волны, по которым можно определить ее массу и скорость вращения.
Александр Еникеев
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
3 +0−0 | Сергей Потапов | 07:19:00 02/07/2021 | ||||||
| ||||||||
Наблюдениями и опытами можно подтвердить теорию. Будем снисходительны к ленточным редакторам. |
3 +0−0 | Maxim Kammerrer | 07:01:08 02/07/2021 |
Разве теоремы доказываются наблюдением чего-то? Доказательство теоремы - это математика из формул и логики. Но никак не измерение и наблюдение. |
2 +0−0 | Rio Rio | 09:03:43 02/07/2021 |
Как всегда в космологии - очередное "доказательство" гипотетической возможеости. Даже при всем уважении к Хокингу, как сильному мужику, его теория испарения черныз дыр на самом делн не теория, а недоказанная, умозртельная гипотеза. |
1 +0−0 | Александр Ларинцев | 10:09:07 02/07/2021 | ||||||
| ||||||||
Скажем так, квантовый процесс занимает из вакуума энергию для создания пары, но одна из частиц улетает и другая проваливается. Раз улетевшая частица обладает положительной энергией (и наблюдается как излучение), значит вторая должна обладать отрицательной и, попадая внутрь черной дыры, она отнимает у нее массу (нужно же занятую энергию вернуть). Улетевшая частица уже вернуть энергию не может, поскольку любые "реальные" частицы не могут исчезнуть сами по себе. |
1 +0−0 | Rio Rio | 09:08:44 02/07/2021 | ||||||
| ||||||||
Да ничего Меня умиляет, когда рассуждают об излучении Хокинга, которое не то, что не обнаружено, так еще его возникновение - не более, чем умозрительная гипотеза |
1 +0−0 | Дмитрий Ильин | 07:13:05 02/07/2021 |
А бывают маленькие чёрные дыры? |
0 +0−0 | Николай Бородин | 11:05:48 02/07/2021 | ||||||
| ||||||||
Со своей дочерью аналогию проводишь? |
0 +0−0 | Николай Бородин | 11:03:38 02/07/2021 |
Чёрная дыра, засоси Володю Путлерэнко и Ко, Байдена забери, Меркель, мигрантов всех мастей и верований, короновирус забери.. надоели они как-то все уже... |
0 +0−0 | V G | 10:37:07 02/07/2021 | ||||||
| ||||||||
И все же все это выглядит странно... Отрицательная энергия объясняет конечно испарение... Но что же это за частицы такие? Если это античастица - энергия должна быть все-таки положительной? Иначе при аннигиляции частиц/античастиц не должно быть выделения энергии вообще по идее? Надо будет разобраться на досуге )) |
0 +0−0 | Сявка Перечмошница | 10:02:03 02/07/2021 | ||||||
| ||||||||
Да, африканские девочки |
0 +0−0 | Александр Ларинцев | 09:25:36 02/07/2021 | ||||||
| ||||||||
Но ведь речь идет не о доказательстве испарения, а о доказательстве сохранения площади горизонта событий. |
0 +0−0 | Александр Ларинцев | 09:22:39 02/07/2021 | ||||||
| ||||||||
Верно. Теорема выводится из уравнений Эйнштейна. А доказательство реального существования феномена, математически предсказанного теоремой - это уже эмпирическая проблема. Ведь чисто гипотетически в уравнения Эйнштейна может вмешиваться еще неизвестная физика. |
0 +0−0 | Александр Ларинцев | 09:12:24 02/07/2021 |
Комментарий удалён. | ||
We present observational confirmation of Hawking's black-hole area theorem based on data from GW150914 - вот что написано в оригинальном исследовании. Так что все верно. |
0 +0−0 | Rio Rio | 09:04:51 02/07/2021 | ||||||
| ||||||||
Наблюдениями, говорите?????? Насмешили |
0 +0−0 | V G | 09:00:57 02/07/2021 |
Что-то я запутался совсем с этим испарением... Может кто подскажет? 1. Рядом с горизонтом событий рождается пара : частица-античастица. 2. Одна из них улетает, другая падает в дыру. 3. Получается, что вне зависимости от того, частица или античастица проваливается под горизонт событий, масса черной дыры прирастает на кол-во энергии упавшей в дыру частицы/античастицы. Почему же тогда дыра испаряется - т.е. теряет массу??? Я не думаю что я такой умный, а все ученые идиоты. Просто хочу, чтобы мне подсказали, где я тупанул |
0 +0−0 | - - | 08:54:29 02/07/2021 |
И что здесь доказано? |
0 +0−0 | Пятый Прокуратор | 07:57:25 02/07/2021 |
Скоро появятся ещё пророчества этой говорящей головы... |
0 +0−0 | Eugene Zhuk | 07:56:35 02/07/2021 |
При Ющенко такого не было |
0 +0−0 | Evgeny Ivanov | 07:22:16 02/07/2021 | ||||||
| ||||||||
Половина населения планеты, что ни дай всё мало. |
0 +0−0 | pooh | 07:18:55 02/07/2021 | ||||||
| ||||||||
читайте оригинал. теорема была доказана давно, но в первый раз была подтверждена наблюдениями. |