Най-мощната гравитационна вълна в историята потвърди ключово предсказание на Стивън Хокинг

Рекордно силен гравитационен сигнал отдалеч над 1 млрд. светлинни години: Гравитационният сигнал GW250114 доказва с 99,999% точност закона на Хокинг

Най-мощната гравитационна вълна, засичана досега, даде на учените уникалния шанс да проверят едно от най-фундаменталните предсказания в съвременната теоретична физика, формулирано от Стивън Хокинг. Става дума за принципа, че общата повърхност на черните дупки никога не може да намалява.

Сигналът, обозначен като GW250114, е породен от катастрофален сблъсък и сливане на две масивни черни дупки, разположени на повече от един милиард светлинни години от Земята. Анализът на данните показва с 99,999% сигурност, че след сливането общата им повърхност се е увеличила – точно както предсказва Хокинг още през 1971 г. в рамките на общата теория на относителността.

Резултатите са публикувани в научното списание Physical Review Letters и се основават на данни, регистрирани през януари 2025 г. от двете американски обсерватории на LIGO, съобщава „Фокус“.

Законът на площта на Хокинг – ключов тест за относителността

Изследването е посветено на т.нар. закон за площта на Хокинг, според който при класически процеси като сливане на черни дупки сумарната площ на хоризонтите им на събития може единствено да нараства. Нарушаването на този принцип би поставило под въпрос основите на общата теория на относителността.

Новото наблюдение се вписва в бързо развиващата се ера на гравитационната астрономия, започнала през 2015 г., когато LIGO за първи път регистрира директен сигнал от сливане на черни дупки.

Какво представляват гравитационните вълни

Гравитационните вълни са фини колебания в самата тъкан на пространство-времето, предизвикани от ускорението на изключително масивни космически обекти. За да бъдат улавяни, са изградени гигантски L-образни лазерни интерферометри с рамена по 4 километра, способни да измерват промени в разстоянието, по-малки от една хилядна от размера на протон – технологичен подвиг, считан за невъзможен само преди десетилетия.

Два пъти по-силен сигнал от всички предишни

Новото измерване представлява сериозен скок в сравнение с предишните тестове. През 2021 г. учените използваха първия открит сигнал – GW150914 – за подобна проверка, но тогава потвърждението на закона на Хокинг достигаше около 95%.

Сигналът GW250114 е приблизително два пъти по-силен от всеки друг досега регистриран, позволявайки изключително точни изчисления на масите, енергийните загуби и въртенето на черните дупки преди и след сливането.

Колко е нараснала черната дупка след сблъсъка?

Според анализа:

• Преди сливането двете черни дупки са имали обща площ от приблизително 240 000 кв. км – площ, сравнима с щата Орегон в САЩ.
• След сливането новообразуваната черна дупка е достигнала около 400 000 кв. км – площ, почти колкото щата Калифорния.

Път към нови тестове на квантовата гравитация

Учените подчертават, че наблюдения като това не само потвърждават класическите предсказания на Айнщайн и Хокинг, но и проправят път към бъдещи тестове на квантовите свойства на гравитацията – област, в която физиката все още се стреми да обедини общата теория на относителността и квантовата механика.