გრავიტაციული ტალღების ანალიზით მეცნიერებმა ჰოკინგის შავი ხვრელების ცნობილი თეორია დაადასტურეს
მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიების ინსტიტუტის (MIT) მეცნიერებმა ახლახან დაადასტურეს კიდევ ერთი ცნობილი თეორია შავი ხვრელების შესახებ, რომელიც გასულ საუკუნეში თეორეტიკოსმა ფიზიკოსმა სტივენ ჰოკინგმა შემოგვთავაზა. მკვლევართა გუნდის მიერ Physical Review Letters-ში გამოქვეყნებული მოხსენების მიხედვით, გრავიტაციული ტალღების ანალიზის საფუძველზე აღმოჩნდა, რომ თეორიის სანდოობის დონე (ალბათობა იმისა, რომ იგი სიმართლეს შეესაბამება) 95%-ია.
აღნიშნული გრავიტაციული ტალღები პირველია, რაც მეცნიერებს ოდესმე დაუფიქსირებიათ. GW150914-ის მონაცემებზე ჩატარებული დაკვირვებები მყარ მტკიცებულებას გვთავაზობს, რომელიც ჰოკინგის შავი ხვრელის ფართობის თეორიას უჭერს მხარს. თეორია მან 1970-იან წლებში, ზოგადი ფარდობითობის თეორიის თავის ინტერპრეტაციაზე დაფუძნებით წამოაყენა.
თეორემის მიხედვით, შავი ხვრელების ზედაპირის ფართობი არ მცირდება. მეტიც, ენტროპიის კანონიდან გამომდინარე, ხვრელის მასის მატებასთან ერთად იზრდება ფართობიც. ენტროპიის კანონის მიხედვით, დახურულ სისტემაში ენტროპია ყოველთვის იზრდება. იქიდან გამომდინარე, რომ შავი ხვრელის ენტროპია მისი ზედაპირის ფართობის პროპორციულია, ერთის ზრდას ყოველთვის მოჰყვება მეორის მატებაც.
თუმცა, ჰოკინგი იმასაც ამბობდა, რომ შავი ხვრელის ფართობი დროთა განმავლობაში, მის ბრუნვასთან ერთად იკუმშება და ამ დროს იგი, უცნაური კვანტური ეფექტის შედეგად, ჰიპოთეტურ ნაწილაკებს გამოასხივებს — ამას ჰოკინგის რადიაცია ეწოდება. მიუხედავად იმისა, რომ ჯერ შავი ხვრელებიდან არანაირი ენერგიის გამოსხივება არ დაფიქსირებულა, ფიზიკოსების დიდ ნაწილს ჰოკინგის რადიაციის მაინც სჯერა.
თავდაპირველად MIT-ის მკვლევრები — მაქსიმილიანო ისი, უილ ფარი და სხვები იმის გარკვევას ცდილობდნენ, გამოიწვევდა თუ არა შავ ხვრელში რაიმეს "ჩაგდება" მისი ბრუნვის გახშირებას და, შესაბამისად, ობიექტის ზედაპირის ფართობის შემცირებას. თუმცა, როგორც Live Science იუწყება, ფართობის თეორემის მიხედვით, მასის მატების შედეგად ზედაპირის ფართობის ზრდა ყოველთვის გადაწონის ბრუნვის გახშირებით გამოწვეულ ფართობის შემცირებას.
ამის შესამოწმებლად მკვლევრებმა GW150914-ის მონაცემების შესწავლა დაიწყეს. ეს გრავიტაციული ტალღები ორი შავი ხვრელის გაერთიანებამდე წამის სულ მცირე მონაკვეთით ადრე წარმოიშვა. გაერთიანების შემდეგ მათ უფრო მასიური მბრუნავი შავი ხვრელი წარმოშვეს, როგორც ქვემოთ NASA-ს ვიდეოშია ნაჩვენები. აღნიშნული გრავიტაციული ტალღები ლაზერულ-ინტერფერომეტრიული გრავიტაციული ტალღების ობსერვატორიაში — LIGO-ში 2015 წელს დააფიქსირეს. აღსანიშნავია, რომ 2015 წლამდე ამ ტალღების არსებობა არ იყო დადასტურებული.
მკვლევრებმა აღნიშნული მონაცემები ორ ნაწილად გაყვეს — შავი ხვრელების შეერთებამდე და შეერთების შემდეგ და თითოეული მათგანის ფართობი გამოთვალეს. აღმოჩნდა, რომ შეერთების შემდეგ მიღებული შავი ხვრელის ფართობი საწყისი ორი შავი ხვრელების ერთად აღებულ ფართობებს აღემატებოდა, რაც ჰოკინგის ფართობის წესს 95% სანდოობის დონით ადასტურებს.
მკვლევრების თქმით, ეს აღმოჩენა მათ მოლოდინებს შეესაბამებოდა, ახლა კი ისინი, შავ ხვრელებზე მეტი ინფორმაციის მოპოვების იმედით, სხვა გრავიტაციული ტალღების შესწავლას გეგმავენ.
კომენტარები