Иллюстрация: две черные дыры вращаются друг вокруг друга, испуская волны, похожие на звуковые колебания; фон — искривлённое пространство-время
Иллюстрация: две черные дыры вращаются друг вокруг друга, испуская волны, похожие на звуковые колебания; фон — искривлённое пространство-время

Теперь можно точнее читать сигналы черных дыр, что полезно для коллег-астрофизиков, следящих за гравитационными волнами.

Как звенят черные дыры Ход истории и ключевые факты

При слиянии черных дыр образуется новая, более массивная черная дыра, которая на мгновение «звенит» подобно колоколу. Этот звон не слышен в привычном смысле, но проявляется как гравитационные волны — рябь в ткани пространства-времени, предсказанная Эйнштейном. Эти колебания, называемые квазинормальными модами, зависят от массы и скорости вращения черной дыры и служат её уникальным «отпечатком пальца».

Группа физиков из Кембриджского института астрономии под руководством Ричарда Дайера разработала новый метод анализа этих мод с помощью байесовской статистики. Исследователи протестировали его на симуляциях слияний черных дыр и смогли выделить не только основную частоту, но и быстро затухающие обертоны, а также нелинейные моды — результат взаимодействия нескольких частот, аналогичный искажённым тонам на электрогитаре.

Этот метод повышает точность интерпретации данных с детекторов LIGO и Virgo. Он позволяет проверить, соответствуют ли наблюдаемые свойства черных дыр предсказаниям общей теории относительности. Ранее гравитационные волны уже использовались для поиска признаков тёмной материи, и теперь новые возможности анализа могут открыть дополнительные окна в физику экстремальных объектов.

Факты

  • Физики из Кембриджа разработали метод анализа квазинормальных мод черных дыр при слиянии с повышенной точностью.
  • Метод позволяет выявлять не только основную частоту, но и обертоны, а также нелинейные моды, возникающие при взаимодействии частот.
  • Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters под руководством Ричарда Дайера.
  • Для анализа использовался байесовский статистический метод на основе симуляций гравитационных волн.
  • Результаты помогут интерпретировать данные детекторов LIGO и Virgo и проверить соответствие теории Эйнштейна.

Визуальное объяснение новостей от Canto. Инструменты AI могут помогать в производстве. Редакционная политика