Ученые: детектор LIGO мог увидеть "стену огня" у черной дыры

Анализ данных, собранных детектором LIGO в прошлом году, намекает на существование "стены огня" у горизонта событий черных дыр, что указывает на нарушение теории относительности Эйнштейна, сообщает новостная служба журнала Nature.

"Мы думали, что черные дыры являются своеобразными ямами с бесконечным дном. Способа проверить это и заглянуть за горизонт событий, как мы считали, не было. Открытие гравитационных волн на LIGO поменяло эту картину", - заявил Ниайеш Афсхорди (Niayesh Afshordi) из института Периметра (Канада).

Достаточно долгое время ученые считали, что материя, проглоченная черной дырой, не способна покинуть ее пределы. Ситуация стала гораздо сложнее и противоречивее в 1975 году, когда знаменитый астрофизик Стивен Хокинг показал, что черные дыры будут постепенно "испаряться" благодаря квантовым эффектам у их горизонта событий, испуская энергию в виде излучения Хокинга.

Это стало большой проблемой для теоретиков, так как испарение черных дыр и рождение подобного излучения подразумевает то, что информация о квантовом состоянии частиц, "съедаемых" черной дырой, будет безвозвратно теряться, что не может происходить по законам современной физики.

Как объясняет Афсхорди, существование данной "стены огня" должно отражаться в том, как сливающиеся черные дыры порождают гравитационные волны - в самом упрощенном виде, ее наличие должно вести к тому, что у подобных волн будет "эхо", которое будет следовать за основным всплеском грави-излучения.

Это эхо будет возникать благодаря особым свойствам внешней части этой "стены", которая будет задерживать на некоторое время энергию гравитационных волн и испускать их через строго отмеренные промежутки времени. Для черных дыр звездной массы это время, по расчетам Афсхорди и его коллег, будет составлять 0,1, 0,2 и 0,3 секунды.

Руководствуясь этой идеей, ученые попытались найти подобные всплески в тех данных, которые гравитационный детектор LIGO собрал во время наблюдений за двумя подтвержденными слияниями черных дыр и третьим неподтвержденным всплеском "волн Эйнштейна", которое, скорее всего, тоже произошло в результате объединения черных дыр. Команда LIGO, как рассказывает Nature, заинтересовалась этим открытием и заявила о том, что она проверит наличие подобного гравитационного "эхо" во время нового цикла работы детектора, который начался совсем недавно.

Если их существование подтвердится, это будет означать, что теория относительности Эйнштейна работает не всегда и не везде - в окрестностях черных дыр, как свидетельствует (возможное) существование "стены огня", она перестает функционировать. Если это действительно так, то ученым придется пересмотреть фактически всю современную физику.

С подобными выводами не согласен чешский физик-теоретик Любош Мотль (Lubos Motl), работавший в прошлом в Гарварде. Он отмечает, что подобные заявления требуют нечто большего, чем 2,9 сигма, и что он не верит в то, что формирование таких волн является допустимым с точки зрения работы законов физики.

"Давайте представим, что эти всплески действительно существуют в данных LIGO, и предложим их интерпретацию - они могут быть "стеной огня", или, к примеру "клубком ниток". Проблема в том, что интерпретация Афсхорди и коллег допускает и то и другое, несмотря на то, что они являются совершенно разными вещами. Более того, суть теории "стены огня" заключается в том, что в ней у черных дыр нет ничего за горизонтом событий. И если такие "стены" существуют, они совершенно не похожи на эхо-камеры, необходимые для рождения таких волн", - комментирует ученый.

По его мнению, мы никогда не сможем заглянуть за горизонт событий черных дыр, и это "эхо", если оно существует, было порождено некими другими процессами, которые объясняются классическими законами физики, в том числе и теорией относительности.