Ученые обнаруживают звон новорожденной черной дыры впервые

Если теории Альберта Эйнштейна общей теории относительности верна, то черные дыры, рожденные от космически страх столкновения двух массивных черных дыр, должно само «кольцо», в последствии производить гравитационные волны подобно ударил колокол reverbates звуковые волны. Эйнштейн предсказал, что конкретное поле и распад этих гравитационных волн должно быть личной подписью масса и спин новообразованной черной дыры.

Так вот, физики из Массачусетского технологического института и в другом месте «слышали» звон младенца черная дыра впервые, и нашли, что этот звон не, на самом деле, предсказать черной дыры масса и спин — больше свидетельств того, что Эйнштейн был прав.

Выводы, опубликованные сегодня в письма в ЖЭТФ, также поддерживает идею, что черные дыры-отсутствие каких-либо «волос» — метафора, ссылаясь на идею, что черные дыры, согласно теории Эйнштейна, должны выставлять только три наблюдаемые свойства: массу, спин и электрический заряд. Все другие характеристики, которые физик Джон Уилер назвал «волос» должен быть поглощена черной дырой само, и, следовательно, ненаблюдаемо.

Заключения команды сегодня поддерживают идею, что черные дыры-это, по сути, безволосая. Исследователям удалось выявить закономерность звенящей черной дырой, и, используя уравнения Эйнштейна, рассчитал массу и спин, что черная дыра должна была, учитывая ее звонкий узор. Эти расчеты соответствуют измерениям массы и спина черной дыры, сделанные ранее другими.

Если расчеты команды значительно отличались от измерений, он бы предположил, что звон черной дыры кодирует свойства иными, чем масса, спин, электрический заряд — привлекательные доказательства физики за то, что теория Эйнштейна может объяснить. Но, как выясняется, звонкий узор черная дыра является прямым подписи массу и спин, давая поддержку к придумке что черные дыры-наглая гиганты, лишенные каких-либо посторонних, волосы как свойства.

«Мы все ожидаем, что общая теория относительности верна, но это первый раз, когда мы подтвердили это», — говорит ведущий автор исследования, Максимилиано Иси НАСА Эйнштейн сотрудник Института Кавли Массачусетского технологического института астрофизики и космических исследований. «Это первые экспериментальные измерения, что удается непосредственно тестирование без волос теорема. Это не значит, что черные дыры не имеют волос. Это означает, что изображение черных дыр без волос живет еще один день».

Щебечут, декодируется

На Сентябрь. 9, 2015 ученые сделали первые в истории обнаружения гравитационных волн — бесконечно малые ряби в пространстве-времени, вытекающих из далеких, жестоких космических явлений. Обнаружения, по имени GW150914, выступил ЛИГО, лазерный интерферометр гравитационно-волновой обсерватории. После того, как ученые убрали шум и наезжала на сигнал, они наблюдали сигнал, который быстро crescendoed до того, как угасала. Когда они перевели сигнал в звук, они услышали что-то похожее на «чирик».

Ученые установили, что гравитационные волны были отправиться быстрого inspiraling двух массивных черных дыр. Пик сигнала — самая громкая часть ЛЧМ — связанные в тот самый момент, когда черные дыры столкнулись, сливаясь в один, новая черная дыра. При этом черная дыра младенец, скорее всего, источали гравитационной волны своей собственной, его звон подпись, предположили физики, был бы слишком слабым, чтобы расшифровать фоне шум первоначального столкновения.

Однако Иси и его коллеги, нашли способ извлечения Эхо черной дыры из моментов сразу после пика сигнала. В предыдущей работе возглавляемой соавтор Иси, Мэтью Гислер, команда показала с помощью моделирования, что такой сигнал, и, в частности, часть сразу после пика, содержит «подтекстом» — семьи громко, недолговечные тона. Когда они переосмыслены сигнал, с подтекстом во внимание, исследователи обнаружили, что они могли успешно изолировать вызывного сигнала, специфичного для вновь образованной черной дыры.

В новой работе группы, исследователи применили этот метод к реальным данным от обнаружения GW150914, концентрируясь на последних нескольких миллисекунд сигнал, сразу же после пика писк это. Учитывая окраску сигнала, они способны различать мелодии из нового, черная дыра младенца. В частности, они определили две различных тонов, каждый шаг и скорость распада, что им удалось измерить.

«Мы усматриваем в целом гравитационно-волновой сигнал, который состоит из нескольких частот, которые угасают с разной скоростью, как и различные смолы, которые составляют звук,» Иси говорит. «Каждой частоты или тона соответствует частоте вибрации новой черной дыры».

Слушать за Эйнштейна

Теория относительности Эйнштейна предсказывает, что поля и затухания гравитационных волн черной дыры должна быть прямой продукт его масса и спин. То есть, черные дыры определенной массы и спина может производить только тоны определенной высоты и распад. Как проверка теории Эйнштейна, на основе уравнений Общей Теории Относительности для расчета массы и спина вновь образованной черной дыры, учитывая высоту и распада двух тонов они обнаружены.

Они обнаружили, что их расчеты совпадают с измерениями массы и спина черной дыры, сделанные ранее другими. ИСИ говорит, что результаты демонстрируют, что исследователи могут, на самом деле, очень громкий, самый обнаруживаемой части гравитационно-волновой сигнал, чтобы распознать новую черную дыру звонит, где раньше ученые предполагали, что этот звон можно было обнаружить только в течение гораздо слабее конце гравитационно-волновой сигнал, и только с гораздо более чувствительных приборов, чем то, что существуют в настоящее время.

«Это интересно для сообщества, потому что он показывает такого рода исследования можно сейчас, не в 20 лет,» Иси говорит.

Как ЛИГО улучшает свою резолюцию, и более чувствительные приборы в будущем, ученые смогут использовать методы группы «услышать» звон других новорожденных черных дыр. И если они происходят, чтобы подобрать тона, которые не совсем совпадают с предсказаниями Эйнштейна, что может быть еще более захватывающая перспектива.

«В будущем мы будем лучше детекторами на Земле и в космосе, и сможет увидеть не только два, но десятки режимов, и придавить их свойства точно,» Иси говорит. «Если это не черные дыры, как Эйнштейн предсказывает, если они более экзотические объекты, как кротовые норы или бозонной звезды, они не могут кольцо таким же образом, и мы будем иметь шанс увидеть их».

Это исследование было поддержано, в части, НАСА, Фонд Шерман Фэйрчайлд, Фонд Саймонса и Национального научного фонда.

сделать разницу: спонсорские возможности