Что, если судьбу черных дыр после столкновения определяет простой закон природы? Новая работа предлагает простое решение неразрешимой задачи.
Столкновения двух черных дыр относятся к самым мощным и экстремальным событиям во Вселенной. Во время сближения они искривляют пространство-время и испускают гравитационные волны, которые можно зарегистрировать на Земле даже спустя миллиарды лет. По этим сигналам ученые определяют массу и скорость вращения новой, образовавшейся после слияния черной дыры. До сих пор для таких расчетов требовались чрезвычайно сложные уравнения общей теории относительности Эйнштейна и вычислительные ресурсы суперкомпьютеров. Статья под заголовком Maximum Entropy Conjecture for Black Hole Mergers опубликована в научном сборнике Physical Review Letters.
Однако исследователи из Университета штата Пенсильвания предложили гораздо более простой подход. Они показали, что конечное состояние образовавшейся черной дыры можно предсказать, используя фундаментальный принцип термодинамики: любая система по умолчанию стремится к состоянию с максимальной энтропией. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Черная дыра «помнит» лишь два параметра
Авторы работы проанализировали, как меняются масса системы и ее угловой момент по мере того, как гравитационные волны уносят энергию. Оказалось, что если корректно учитывать эти потери, то максимум энтропии возникает практически в той же точке, где численные модели общей теории относительности предсказывают параметры конечной черной дыры. Различие составляет всего несколько процентов.
Источник: hi-tech.mail.ru