Согласно Общей теории относительности Альберта Эйнштейна, образовавшаяся после слияния двух черных дыр большая черная дыра должна некоторое время «звенеть», посылая в пространство гравитационные волны, небольшие искажения пространственно-временного континуума. А частота, фаза и другие параметры этих гравитационных волн являются носителями информации о массе и скорости вращения черной дыры. И недавно, группе ученых-астрономов и астрофизиков впервые удалось расшифровать информацию гравитационных волн, что послужило еще одним доказательством правоты гениального ученого.
Еще одним причудливым аспектом теории Эйнштейна является то, что с точки зрения стороннего наблюдателя черные дыры обладают всего тремя заметными свойствами — массой, направлением и скоростью вращения, и электрическим зарядом. Данный парадокс получил название «Теоремы об отсутствии волос» (No-Hair Theorem), термин «волосы» в данном случае является метафорой других свойств черных дыр, которые, как считают ученые, спрятаны за горизонтом событий.
Вопрос о том, есть ли у черных дыр «волосы», т.е. скрытые свойства, являлся предметом споров в научном сообществе в течение нескольких десятилетий, но, к счастью, Эйнштейн сам предложил способ проверки этой теории при помощи гравитационных волн, которые ученые регулярно регистрировали в течение прошлых четырех лет. Однако, до последнего времени расшифровкой свойств гравитационных волн еще никто не занимался, и первыми, кто сделал это, стали исследователи из Массачусетского технологического института, Калифорнийского технологического института, университета Стоуни Брук и Корнуэлльского университета.
Группа ученых сосредоточилась на случае под названием GW150914 — на самом первом обнаружении гравитационных волн, сделанном в сентябре 2015 года. Особенности сигнала позволили идентифицировать его источник, как «звенящую» черную дыру. Используя уравнения Эйнштейна, ученые рассчитали ориентировочную массу и скорость вращения черной дыры. Затем эти данные были сравнены с фактическими измерениями этих величин, сделанных при помощи других средств и способов.
Если бы полученные учеными результаты сильно отличались от результатов других фактических измерений, это стало бы доказательством наличия у черных дыр других свойств, что, в свою очередь, стало бы намеком на существование некоей экзотической физики, выходящей за рамки Общей теории относительности. К счастью этого не произошло, ученые обнаружили, что параметры гравитационного «звона» черной дыры имеют четко отслеживаемые прямые зависимости от ее массы и скорости вращения.
«Все научное сообщество надеется и рассчитывает на правильность Общей теории относительности. И данный случай является первым разом, когда мы подтвердили достоверность теории новым способом» — пишут исследователи, — «Это первое фактическое измерение, результаты которого служат качественной проверкой Теоремы об отсутствии волос».
Однако, ученые все же допускают некоторую вероятность того, что у черных дыр все же могут иметься и другие, неизвестные им пока свойства. «В будущем мы построим гораздо более чувствительные датчики гравитационных волн, которые будут располагаться на Земле и в космосе. Эти датчики позволят увеличить количество определяемых параметров гравитационных волн от нынешних двух до десятков» — пишут исследователи, — «Это уже позволит нам увидеть и распознать сигналы не только от черных дыр, но и от других более экзотических объектов, таких, как пространственно-временные червоточины и бозонные звезды, которые «звенят» в пространство совершенно иным способом, нежели черные дыры».
