Астрофизики разработали метод, который поможет выяснить, порождены ли гравитационные волны загадочными червоточинами. По мнению авторов, он может даже опровергнуть существование чёрных дыр. Подробности сообщаются в научной статье, опубликованной в журнале Physical Review D группой во главе с Пабло Буэно (Pablo Bueno) из Лёвенского католического университета.
Напомним, что червоточины, или кротовые норы, – это гипотетические "ходы", ведущие из одной области пространства-времени в другую. Они могут связывать даже разные вселенные в пределах мультивселенной. Современные теории допускают существование таких туннелей, но лишь в весьма экзотических условиях. Пока учёные не уверены, что подобные кротовины действительно где-то есть.
Могут ли астрономические наблюдения помочь в решении этого вопроса? Конечно. Однако проблема в том, что вход в кротовую нору для внешнего наблюдения выглядит почти неотличимо от чёрной дыры. Разница в том, что червоточина не создаёт горизонта событий. Напомним, что это поверхность вокруг чёрной дыры, из-под которой уже не может вырваться ни частица вещества, ни электромагнитное излучение.
Как проверить, есть ли у космического объекта горизонт событий? "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали об одном предложенном способе. Он требует наблюдения объекта в радиотелескопы с исключительной, пока ещё не достигнутой детализацией. Человечество всеми силами стремится взять эту планку, но пока это дело будущего.
Однако существует иной путь. Горловины кротовых нор ведут себя почти так же, как чёрные дыры. В частности, сталкиваясь, они порождают гравитационные волны. Однако в принятом сигнале должны быть тонкие детали, по которым можно различить эти два источника всплеска. В этом должны помочь действующие детекторы LIGO и VIRGO.
"Заключительная часть гравитационного сигнала, обнаруженного этими двумя детекторами, известная как звон, соответствует последней стадии столкновения двух чёрных дыр и полностью гасится через короткий промежуток времени из-за присутствия горизонта событий, – объясняет Буэно, чьи слова приводит портал SINC. – Однако, если бы горизонта не было, эти колебания не исчезли бы полностью, а через некоторое время произвели "эхо", подобно тому, как это происходит со звуком в колодце".
Буэно и его коллеги теоретически исследовали "отзвуки", которые должны порождаться вращающимися горловинами кротовых нор.
Напомним, что детекторы шесть раз обнаруживали источники гравитационных волн. Пока никакого "эха" найдено не было, но, возможно, лишь потому, что его и не искали.
Дело в том, что гравитационные волны – это очень слабый сигнал. Инженеры пошли на невероятные ухищрения, чтобы сделать детекторы как можно более чувствительными. Но всё равно извлекать полезную информацию из океана шумов приходится тонкими математическими методами. Поэтому необходимо заранее представлять себе характеристики нужного сигнала, чтобы сказать, обнаружен он или нет.
"Время покажет, существуют эти эхосигналы или нет. Если результат будет положительным, это было бы одним из величайших открытий в истории физики", – говорит Буэно.
Исследователь не только надеется доказать существование червоточин. Он настроен ещё более радикально. Буэно ни много ни мало сомневается в реальности чёрных дыр.
Дело в том, что с этими объектами связаны специфические теоретические проблемы. Поведение материи, падающей в чёрную дыру, насколько мы его сейчас себе представляем, противоречит законам квантовой механики.
Большинство исследователей справедливо замечают, что квантовую механику вообще трудно состыковать с общей теорией относительности (ОТО), описывающей чёрные дыры. Удовлетворительно согласовать две великие теории, каждая из которых прекрасно проверена вне пределов применимости другой, никому ещё не удалось. Так что строить на этой зыбкой почве радикальные выводы преждевременно.
Однако некоторые физики склонны на этом основании отвергать идею чёрных дыр. Да, говорят они, мы наблюдаем какие-то сверхплотные объекты. Но мы не доказали, что у них есть горизонт событий, который обязательно должен быть у "космических хищниц". Следовательно, они могут оказаться чем-то иным. Например, горловинами червоточин.
"Подтверждение "эха" в сигналах LIGO или VIRGO было бы практически неопровержимым доказательством того, что астрофизических чёрных дыр не существует", – заявляет Буэно.
Впрочем, учёный оговаривается, что под астрофизическими чёрными дырами он имеет в виду соответствующие объекты звёздной массы. Существование их сверхмассивных собратьев таким образом опровергнуть нельзя.
Разумеется, исследователь радикален в своих оценках. Возможно, к вящему удивлению большинства специалистов, действительно окажется, что зафиксированные гравитационные волны порождены червоточинами. Однако это будет означать не то, что существование чёрных дыр звёздной массы опровергнуто, а лишь то, что оно пока не доказано.
От идеи существования чёрных дыр, скорее всего, никто не откажется, даже если поиски "эха" в гравитационных сигналах увенчаются успехом. Однако это будет означать реальность червоточин, что станет ошеломительным открытием само по себе.
Напомним, что "Вести.Наука" уже рассказывали об использовании гравитационных волн для исследования сокровенных тайн вещества, пространства и времени. Например, с их помощью удалось изучить кварковую материю, а в будущем, возможно, будут открыты новые измерения.
