Астрономы нашли подтверждение теории Эйнштейна

Исследователи из Кардиффского университета заметили на орбитах двух сталкивающихся черных дыр необычное явление, предсказанное общей теорией относительности (ОТО) Эйнштейна. Речь идет об эффекте, известном как прецессия.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature и проведенному под руководством Марка Ханнама, Чарли Хоя и Джонатана Томпсона, этот эффект впервые был замечен в черных дырах, где скручивание происходит в 10 млрд раз быстрее, чем в предыдущих наблюдениях.

Двойную систему черных дыр обнаружили с помощью гравитационных волн в начале 2020 года. Один из объектов в 40 раз больше нашего Солнца и, по мнению ученых, является самой быстро вращающейся черной дырой. В отличие от предыдущих аналогичных данных, она настолько исказила пространство и время, что вся орбита двойной системы раскачивалась взад и вперед.

Эта форма прецессии известна из ОТО, а новые результаты подтверждают ее существование в самом экстремальном космическом событии – столкновении двух черных дыр.

«Мы всегда знали, что этот эффект есть у двойных черных дыр, и надеялись обнаружить его с того момента, как открыли гравитационные волны. Однако нам пришлось ждать более 80 лет, чтобы наконец получить подтверждение теории», – рассказал Ханнам.

Самым простым примером прецессии является колебание вращающегося волчка, который может прецессировать раз в несколько секунд. Прецессия в ОТО обычно является настолько слабым эффектом, что почти незаметна. Самая быстрая прецессия, обнаруженная астрономами, наблюдалась на орбитах нейтронных звезд – двойных пульсаров. В этом случае для прецессирования орбиты требовалось более 75 лет. В новом исследовании двойная черная дыра, получившая название GW200129, прецессирует несколько раз каждую секунду – эффект в 10 млрд раз сильнее, чем измеренный ранее.