В 2019 году LIGO и Virgo зафиксировали нечто странное — гравитационную волну продолжительностью менее одной десятой секунды.
По сравнению с протяжёнными «щебетаниями» двойных чёрных дыр на затухающих орбитальных спиралях, это было больше похоже на резкий треск. Лучшим объяснением этого явления, получившего название GW190521, было случайное столкновение двух чёрных дыр, «зацепившихся» друг за друга при прохождении.
Теперь в новой статье представлен альтернативный, гораздо более экзотический вариант: эхо столкновения чёрных дыр в другой вселенной, отражающееся через коллапсирующую червоточину, образовавшуюся в результате этого слияния.
Хотя столкновение чёрных дыр является предпочтительной интерпретацией странного сигнала, однако нельзя полностью исключить вариант червоточины, пишет команда под руководством физика Ци Лай из Университета Китайской академии наук в препринте, загруженном в arXiv.
Если бы GW190521 и подобные ему гравитационные волны были признаком существования червоточин, то они не только подтвердили бы существование этих гипотетических структур, но и дали бы нам новый инструмент для исследования их физических свойств.
Гравитационные волны, которые мы можем обнаружить в настоящее время, представляют собой волны в структуре пространства-времени, возникающие в результате столкновений массивных плотных объектов, таких как чёрные дыры и нейтронные звёзды.
Но не только само столкновение создаёт эти волны. Когда пара чёрных дыр на двойной орбите по спирали приближается друг к другу, их взаимодействующие гравитационные поля также генерируют волны.
У GW190521 не было обнаружено сигнала, соответствующего сближению тел по спирали, а при полученной массе слияния — в 142 раза превышающей массу Солнца — его должны были обнаружить. Тогда учёные сделали вывод, что чёрные дыры не вращались друг вокруг друга, а просто пролетали мимо друг друга, втянули друг друга гравитационное поле и слились.
Лай и его коллеги подумали, что тому может быть другое объяснение: а что, если объект, образовавшийся в результате слияния двойной чёрной дыры, был червоточиной, которая затем коллапсировала, образовав окончательную, слитую чёрную дыру? Если бы это было так, мы могли бы получить только один короткий всплеск данных о гравитационных волнах, когда червоточина коллапсировала.
Исследователи разработали модель формы волны, как мог бы выглядеть этот гравитационный сигнал, и сравнили её с данными LIGO и Virgo. Они также построили форму волны для стандартного слияния двойной чёрной дыры, чтобы сравнить её с данными наблюдений.
Форма волны слияния двойной чёрной дыры немного лучше соответствовала наблюдаемому сигналу, чем форма волны червоточины, но только немного. По словам исследователей, есть достаточно оснований для сомнений, что сценарий с червоточиной всё ещё возможен. Это означает, что GW190521 может быть первым случаем, когда человечество заглянуло в другую вселенную, находящуюся за пределами нашей собственной.
Источник: habr.com