Космос волнуется раз. Учёные услышали "эхо", предсказанное Хокингом
Больше всего поражает даже не то, что нашлись-таки "вящие" аргументы. Поражает то, что эти невероятные вещи учёные открыли — вычислили в своей голове — почти 50 лет назад.
Итак, речь идёт об излучении чёрных дыр. Только давайте сразу договоримся: это не тот светящийся туман, который окружает эту страшную вещь. Такое облако называют аккреционным диском.
![](https://static.life.ru/tmp/giphy-20-1580134689995.gif)
По сути это то, что уже притянуло, но ещё не засосало. Оно кружится, кружится и падает туда. Но всё равно неизбежно идёт в одном направлении — в эту жуть. Так что мы сейчас не об этом, а о том, что, наоборот, летит ОТ чёрной дыры.
Казалось бы, совершенно невозможное явление. Как может что-то лететь ОТ чёрной дыры, если ОТ неё даже свет никуда не улетает? Да, действительно, шар чёрный. Но фотоны и разные другие частицы от него идут. И это ещё в 70-е годы сказали сначала советские физики Владимир Грибов и Яков Зельдович, а потом их многоуважаемый, носимый на руках британский коллега — Стивен Хокинг.
Есть в нашей Вселенной такие частицы, на которые разнообразные правила и доводы логики не распространяются. Квантовые, да. Собственно говоря, фотоны — вообще-то тоже кванты. То есть свет в глазах физиков — это кванты электромагнитного поля. И всё дело в том, что это самые загадочные штуки. Они постоянно возникают неизвестно откуда в полном вакууме, даже если, к примеру, из какого-то контейнера откачать ВСЁ. И так же таинственно исчезают. Откуда они берутся, куда деваются? А кто его знает. Такое впечатление, что сквозь пространство-время свободно летают себе туда-сюда. Мы вот мечтаем телепортироваться и к звёздам полететь — будем учиться у квантов, видимо.
![](https://static.life.ru/tmp/giphy-13-1580133067303.gif)
Так как же они улетают из чёрной дыры? Конечно же, в своей манере. Имеется два варианта. Первый — собственно, пролезают по невидимым тоннелям. То есть, получается, по червоточинкам своим. Этот вариант называется квантовым туннелированием. Вторая версия такая: вблизи чёрной дыры, как и везде, "всплывают" частицы и античастицы, они дополняют друг друга и образуют пары. Ненадолго. Такие браки в любом случае весьма кратковременны. Без чёрной дыры они просто взрываются — взаимно "аннигилируют". А у "горизонта событий", то есть прямо перед чёрной дырой, одному из супругов приходится жертвовать собой: он бросается в омут и тем самым спасает свою полную противоположность. Она приобретает энергию и мчится прочь. В итоге такие многочисленные печальные расставания должны создавать вокруг чёрной дыры своеобразный "квантовый пух". Это и будет излучение Хокинга.
Долго думали, как бы это дело зафиксировать. И придумали: надо обратить внимание на гравитацию. Ведь кванты хоть и маленькие, но какая-то масса есть и у них.
И опять фантастика! В 1915–1916 годах Альберт Эйнштейн подарил миру общую теорию относительности. И она в числе прочего гласит, предсказывает теоретически, что при слиянии нейтронных звёзд и других массивных объектов возникают мощнейшие гравитационные волны. Их можно сравнить с кругами на воде от брошенного камня. И эти круги несутся в пространстве во все стороны со скоростью света. И их можно увидеть на Земле.
![](https://static.life.ru/tmp/giphy-25-1580135899444.gif)
Иногда физики называют их рябью на ткани пространства-времени. Тут надо напомнить, что, по Эйнштейну, любая гравитация представляет собой не что иное, как искривление этого самого пространства-времени. Чем тяжелее звезда, тем больше эта деформация. Потому и яблоко падает. Его затягивает в воронку искривления.
Проходит ровно 100 лет. 14 сентября 2015 года сразу два детектора крупной американской обсерватории LIGO сообщают, что где-то в южном полушарии неба, в миллиарде световых лет от нас, две чёрные дыры слились в одну. И не просто фиксируют это как факт. Датчики "засекли" те самые волны. Если угодно, полюбуйтесь, как отголоски чудовищного столкновения разнесло по просторам Вселенной.
![Гравитационные волны от слияния двух чёрных дыр, зафиксированные 14 сентября 2015 года. Фото © Ligo.org](https://static.life.ru/tmp/ligoGW150914-skymap-lg-1580134249216.jpg)
Гравитационные волны от слияния двух чёрных дыр, зафиксированные 14 сентября 2015 года. Фото © Ligo.org
Спустя ещё два года та же самая обсерватория "заметила" ещё одно похожее событие — на этот раз слились воедино две нейтронных звезды. Тоже в южном полушарии, в созвездии Гидры. Это зарегистрировали как GW170817. Кстати говоря, ничего страшного в этой абракадабре нет: GW — это gravity waves ("гравитационные волны"), а 170817 — это 17 августа 2017 года, дата обнаружения.
Учёные предполагают, что в итоге из двух этих пульсаров могла возникнуть чёрная дыра. Вот за это и ухватились, чтобы проверить гипотезу Хокинга (и Зельдовича с Грибовым). По всем известным законам физики, если эта новоиспечённая чёрная дыра действительно "пушистая", то болтающиеся вокруг неё частицы тоже создают свои собственные, пусть и крошечные, гравитационные волны. Должно получиться такое не в пример более скромное "эхо" после основного гравитационного цунами.
Прояснить это взялись профессор университета Ватерлоо Ньяеш Афшорди и его коллега Джахед Абеди из германского Института гравитационной физики Общества Макса Планка. Они сопоставили всё, что касается GW170817, и пришли к выводу, что такое "эхо" там есть. Конечно, они не исключают, что это может оказаться какой-то посторонний "шум", помехи, но вероятность этого они считают крайне малой. Более того, учёные смоделировали столкновение этих нейтронных звёзд с учётом "пуха" квантовых частиц — и гравитационные волны от них оказались такими же, как те, что показаны в ходе реальных наблюдений. Теперь намерены искать новые, ещё более надёжные подтверждения. Астрофизики рассчитывают скоро своими глазами "увидеть" не только излучение чёрных дыр, но и всю квантовую структуру пространства-времени. Наверное, правду говорят, что наш мозг — вселенная. Во всяком случае, мозг Стивена Хокинга — точно.
![](https://static.life.ru/tmp/giphy-21-1580134788354.gif)