Слияние черных дыр подтвердило предсказание Хокинга 1971 года

Коллаборация LIGO/Virgo/KAGRA зарегистрировала гравитационно-волновой сигнал GW250114 от слияния двух черных дыр в январе 2025 года. Событие стало самым четким сигналом за всю историю наблюдений и позволило получить новые доказательства теоремы Хокинга о площади.

Физики разделили гравитационный сигнал на отдельные частоты и измерили площадь поверхности черных дыр до и после слияния. Две исходные черные дыры массой около 30 солнечных имели общую площадь поверхности 240 000 квадратных километров. После слияния образовалась новая черная дыра массой 63 солнечные массы с площадью поверхности 400 000 квадратных километров.

Результаты подтвердили предсказание Стивена Хокинга 1971 года о том, что площадь поверхности черной дыры может только увеличиваться или оставаться неизменной, но никогда не уменьшается. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Современные детекторы LIGO стали в четыре раза чувствительнее по сравнению с 2015 годом, когда была зафиксирована первая гравитационная волна. Повышенная точность позволила ученым выделить характерные тона в «звоне» новорожденной черной дыры и точно измерить параметры затухания после слияния.

Теорема Хокинга о площади связана с энтропией черных дыр и вторым законом термодинамики, что делает ее важным элементом для разработки квантовой теории гравитации. Площадь горизонта событий черной дыры пропорциональна ее энтропии, которая должна возрастать согласно фундаментальным законам физики.