Злиття чорних дір порушило закони фізики: вчені знайшли пояснення, але з'явилася нова загадка

Нове дослідження припускає, що незвичайні гравітаційні хвилі, утворені злиттям двох масивних чорних дір, могли бути спотворені невідомим об’єктом. Тобто "неможливе" явище все ж не порушує закони фізики, але залишається загадкою, що саме за об’єкт спотворив сигнал. Дослідження опубліковано в журналі The Astrophysical Journal Letters, пише Live Science.

Майже 3 роки тому детектори гравітаційних хвиль, тобто коливань у тканині простору-часу, зафіксували незвичайний сигнал гравітаційних хвиль, який отримав назву GW231123. Джерелом сигналу стало злиття двох чорних дір на відстані близько 2 мільярдів світлових років від Землі.

У результаті зіткнення двох чорних дір утворилася чорна діра, маса якої в 230 разів перевищує масу Сонця, як показали попередні дослідження. Проблема полягає в тому, що чорні діри, які брали участь у створенні цього об’єкта, мали масу, що перевищувала в 100 і в 130 разів масу Сонця. Тобто вони були занадто великими, щоб їх можна було пояснити існуючими законами фізики та уявленнями про Всесвіт. Вони не могли бути чорними дірами зоряної маси, утвореними в результаті загибелі зірок, а тому це злиття здавалося неможливим.

Автори нового дослідження вважають, що насправді жодних законів фізики порушено не було. Просто сигнал гравітаційних хвиль, ймовірно, був спотворений і посилений масивним об’єктом, який знаходиться між Землею та чорними дірами, внаслідок явища, відомого як гравітаційне лінзування.

Раніше було доведено, що це гравітаційне лінзування може спотворювати та підсилювати світло від дуже віддалених об’єктів у космосі. Але вчені ніколи не бачили, щоб гравітаційне лінзування спотворювало гравітаційні хвилі. Ймовірно, це було виявлено вперше.

Згідно з дослідженням, сигнал гравітаційних хвиль був настільки посилений, що це створило хибне уявлення про розміри чорних дір, які брали участь у злитті. З огляду на це маса чорної діри, що утворилася в результаті злиття, становила б близько 140 мас Сонця, а не 230. Отже, дві чорні діри були меншими і не порушують існуючі закони утворення чорних дір зоряної маси.

Астрофізики вважають, що сигнал гравітаційних хвиль був підсилений об’єктом, маса якого в 190–850 разів перевищує масу Сонця. Можливо, це компактна галактика, а може, кульове зоряне скупчення. Але гравітаційне лінзування, згідно з нинішніми даними спостережень, створює гігантський об’єкт, наприклад, галактику, маса якої може в трильйони разів перевищувати масу Сонця. Тому поки що незрозуміло, що це за об’єкт, тим більше що його поки що не виявлено в просторі між Землею та точкою походження сигналу GW231123.

Якщо вченим вдасться з’ясувати, що саме посилило сигнал, і довести факт спотворення гравітаційних хвиль, це може спричинити революцію в астрофізиці.

Інші новини науки

• Що відбувається, коли чорна діра "вимикається": вчені знайшли відповідь.
• Розв'язання парадоксу Фермі: інопланетяни не ховаються від нас, контакту немає з іншої причини.