JSTOR Daily (США): что находится по ту сторону черной дыры?
JSTOR Daily (США): что находится по ту сторону черной дыры?
1 год назад 475 inosmi.ru Джеймс Макдоналд (James MacDonald), Рафи Летцтер (Rafi Letzter), Сабина Хоссенфельдер (Sabine Hossenfelder), NASA/JPL-Caltech

Что случится, если попасть в черную дыру? Уже давно идут дебаты о том, какова судьба засасываемой в черную дыру материи. В целом большинство согласно, что материю раздавит колоссальная сила тяготения. Однако есть гипотеза, что мы все же можем проникнуть через горизонт событий в эту кротовую нору и оказаться в другой части вселенной.

Что случится, если попасть в черную дыру? Здравый смысл подсказывает, что человека раздавит колоссальная сила тяготения. Согласно новой теории, мы все же можем проникнуть через горизонт событий в эту кротовую нору и оказаться в другой части вселенной. Справедливости ради надо сказать, что нас все равно раздавит. Уже давно идут дебаты о том, какова судьба засасываемой в черную дыру материи, но в целом большинство согласно, что вся она сжимается до размеров одной точки в пространстве, называемой сингулярностью. Выход сзади даст материи место, куда она сможет устремиться вместо того, чтобы бесконечно сдавливаться.

Идея безумная. Но в теории кротовой норы и раньше были странные повороты. Основополагающий принцип заключается в том, что гравитация черной дыры настолько сильна, что деформирует само пространство-время. Представьте себе вселенную в виде листа бумаги. Если какая-то сила свернет часть листа, тогда два края листа соприкоснутся. Если предмет в одной части листа пересечет сгиб и останется там, то когда лист распрямится, этот предмет по-прежнему будет на бумаге, но вдалеке от своей начальной точки. А теперь представьте, что этот лист бумаги содержит пространство и время. Если оба конца кротовой норы близки друг к другу, тогда теоретически путешественник может оказаться в другой точке во времени.

По вполне очевидным причинам кротовая нора — это нечто из области научной фантастики. Но и в науке эта идея закрепилась весьма прочно. 

Эйнштейн (и более ранние теоретики) впервые предсказал существование кротовых нор в своей теории относительности. У этих нор даже есть название — «мост Эйнштейна-Розена», названный в честь Эйнштейна и его коллеги Натана Розена. Часто говорят, что кротовые норы Эйнштейна связывают разные вселенные, а не разные части одной вселенной. Здесь можно продолжить аналогию с листом бумаги. Представьте, что мощная сила стягивает две точки, которые находятся на разных листах бумаги. Таким образом, предмет в точке соединения может перейти с одного листа на другой, то есть, попасть совсем в другую вселенную. Если соединить эти концепции, можно себе представить путешествие назад во времени в другой вселенной.

К сожалению, новое исследование дает лишь новые теоретические представления о структуре черных дыр, не приближая нас к межзвездным путешествиям. Даже если черные дыры, как и предполагается, являются постоянно открытыми кротовыми норами, ничто не сможет проникнуть через них в целости и сохранности. Все будет раздавлено. Черная дыра выплюнет попавшую в нее материю с другой стороны, но эта материя будет уже не в том состоянии, в котором она в нее попала. А сила тяготения настолько велика, что кротовая дыра может открыться только на мгновение. Тем не менее, это невозможно узнать наверняка, если не попробовать. (Добровольцы есть?)

Live Science (США): физики считают, что вас можно вызволить из черной дыры, но рисковать не следует

Ученые разработали новый, несказанно опасный и невероятно медленный метод перемещения во вселенной. Он включает в себя кротовые норы, связывающие между собой особые черные дыры, которых, вероятно, не существует. И он может объяснить, что на самом деле происходит, когда физики осуществляют квантовую телепортацию информации из одной точки в другую.

Денвер — Ученые разработали новый, несказанно опасный и невероятно медленный метод перемещения во вселенной. Он включает в себя кротовые норы, связывающие между собой особые черные дыры, которых, вероятно, не существует. И он может объяснить, что на самом деле происходит, когда физики осуществляют квантовую телепортацию информации из одной точки в другую, с точки зрения телепортируемого бита информации.

Физик из Гарвардского университета Дэниел Джэфферис (Daniel Jafferis), рассказал о предлагаемом методе в своем выступлении 13 апреля на заседании Американского физического общества. Этот метод, сказал он собравшимся коллегам, включает в себя две черные дыры, которые запутаны таким образом, что оказываются связанными в пространстве и во времени.

Что такое кротовая нора? 

Их идея позволяет решить давно существующую проблему: когда что-то входит в кротовую нору, то для выхода с другой стороны требуется отрицательная энергия (в обычных обстоятельствах форма пространства-времени на выходе из кротовой норы делает прохождение через нее невозможным). Материя с отрицательной плотностью энергии теоретически может преодолеть это препятствие. Но в физике гравитации и пространства-времени (физике, описывающей кротовые норы) возможность такого рода импульсов отрицательной энергии не предусмотрена. Таким образом, пройти через кротовые норы невозможно.

«Кротовая нора — всего лишь туннель в пространстве, но если попытаться через нее пройти, она слишком быстро схлопывается, поэтому пройти через нее невозможно», — сказал Джэффрис в интервью изданию «Лайв Сайенс» (Live Science) после своего выступления.

Эта старая модель кротовой норы описана в статье Альберта Эйнштейна (Albert Einstein) и Натана Розена (Nathan Rosen), опубликованной в 1935 году в журнале «Физикал Ревью» (Physical Review). Оба физика понимали, что при определенных обстоятельствах, согласно теории относительности, пространственно-временной континуум настолько искривляется, что образуется своего рода туннель (или «мост»), соединяющий две отдельные точки.

Они написали эту статью отчасти для того, чтобы исключить возможность существования во Вселенной черных дыр. Но в последующие десятилетия, когда физики пришли к пониманию того, что черные дыры все-таки существуют, стандартное изображение кротовой норы приняло форму туннеля, в котором два отверстия выглядят как черные дыры. Однако, согласно этой идее, такой туннель, вероятно, никогда сам по себе не существовал бы во Вселенной, и если бы он на самом деле существовал, то исчез бы еще до того, как через него что-нибудь прошло. В 1980-х годы физик Кип Торн (Kip Thorne) писал, что через эту кротовую нору может что-то пройти, если приложить какую-то отрицательную энергию, чтобы предотвратить ее схлопывание.

Квантовая запутанность

Джэфферис вместе с физиком из Гарвардского университета Пинь Гао (Ping Gao) и физиком из Стэнфордского университета Ароном Уоллом (Aron Wall) разработали способ применения версии отрицательной энергии, которая основана на идее из совершенно другой области физики, называемой «запутанностью».

Понятие «запутанность» позаимствовано не из теории относительности, а из квантовой механики. Еще в 1935 году Альберт Эйнштейн, Борис Подольский и Натан Розен опубликовали в «Физикал Ревью» еще одну статью, в которой показали, что по правилам квантовой механики частицы могут «коррелировать» друг с другом, так что поведение одной частицы непосредственно влияет на поведение другой.

Эйнштейн, Подольский и Розен полагали, что это доказывает неправильность их представлений о квантовой механике, поскольку позволяет информации перемещаться между двумя частицами быстрее скорости света. Теперь физики знают, что запутанность реальна, а квантовая телепортация является практически рутинной частью физических исследований.

Квантовая телепортация осуществляется следующим образом: запутайте две световые частицы, А и В. затем дайте B вашему другу, чтобы он отнес ее в другую комнату. Затем ударьте третьим фотоном, С, по фотону А. Это запутывает А и С и разрывает запутанность между А и В. Затем вы можете измерить комбинированное состояние А и С (которое отличается от исходных состояний А, В или С) и сообщить результаты комбинированных частиц вашему другу в следующей комнате.

Не зная состояния В, ваш друг может затем использовать эту ограниченную информацию для управлением частицей В, чтобы получить состояние, которое частица С имела в начале процесса. Если он измерит B, он узнает исходное состояние C без посторонней помощи. Информация о частице С функционально телепортируется из одной комнаты в другую.

Она эффективна, поскольку может действовать в качестве своего рода кода для отправки сообщений из одной точки в другую. И запутанность — это не просто свойство отдельных частиц. Более крупные объекты также могут запутываться, хотя совершенная запутанность между ними происходит намного сложнее.

В 1935 году физики, писавшие эти статьи, не подозревали, что кротовые норы и запутанность связаны, сказал Джэффрис. Но в 2013 году физики Хуан Мальдасена (Juan Maldacena) и Леонард Сасскинд (Leonard Susskind) опубликовали статью в журнале «Прогресс ин Физикс» (Progress in Physics), в которой связали эти две идеи. Они утверждали, что две идеально запутанные черные дыры будут действовать как кротовая нора между их двумя точками в пространстве. Они назвали эту концепцию «ЭР-ЭПР» («ER=EPR»), поскольку она объединяла статью Эйнштейна-Розена со статьей Эйнштейна-Подольского-Розена.

На вопрос о том, действительно ли во Вселенной существуют две полностью запутанные черные дыры, Джэффрис ответил: «Нет, разумеется, нет».

Дело не в том, что это физически невозможно. Такая ситуация не может возникнуть в нашей беспорядочной Вселенной, поскольку она слишком однозначна и масштабна. Возникновение двух абсолютно запутанных черных дыр было бы похоже на выигрыш в лотерею, только вероятность этого была бы в миллиарды миллиардов раз меньше. А если бы они и существовали, сказал он, то утратили бы свою совершенную взаимосвязь в тот момент, когда какой-нибудь третий объект вступил во взаимодействие с одним из них.

Но если бы каким-то образом такая пара черных дыр существовала (как-то и где-то) тогда метод Джэффри, Гао и Уолла мог бы сработать.
Их концепция, впервые опубликованная в декабре 2017 года в «Журнале физики высоких энергий» (The Journal of High Energy Physics), выглядит следующим образом: забросьте своего друга в одну из запутанных черных дыр. Затем измерьте так называемое излучение Хокинга, исходящее из черной дыры, в котором закодировано некоторая информация о состоянии этой черной дыры. Затем перенесите эту информацию во вторую черную дыру и используйте ее для управления второй черной дырой (это может быть так же просто, как направить пучок излучения Хокинга из первой черной дыры во вторую). Теоретически, ваш друг должен выскочить из второй черной дыры точно так же, как он вошел в первую.

По мнению Джэффериса, ваш друг нырнул бы в кротовую нору. И когда он приблизился бы к сингулярности в узкой ее части, он почувствовал бы «толчок» отрицательной энергии, которая вытолкнула бы его с другой стороны.

Этот метод не особенно эффективен, сказал Джафферис, поскольку он всегда действовал бы медленнее, чем просто физическое перемещение на расстоянии между двумя черными дырами. Но он все равно позволяет понять Вселенную.

Что касается бита информации, передаваемого между запутанными частицами, сказал Джэфферис, здесь может происходить нечто подобное. В масштабе отдельных квантовых объектов, сказал он, нет смысла говорить об искривлении пространства-времени, образующем кротовую нору. Но для осуществления несколько более сложной квантовой телепортации стоит добавить еще несколько частиц, и внезапно модель кротовой норы обретает смысл. По его словам, в этом случае есть веские доказательства того, что эти два явления связаны.
Кроме того, сказал он, это наводит на мысль о том, что информация, пропавшая в черной дыре, может когда-нибудь попасть туда, где ее можно будет найти.

Если завтра вы упадете в черную дыру, сказал он, ситуация не будет безнадежной. Достаточно развитая цивилизация смогла бы перемещаться по вселенной, собирая все излучение Хокинга, испускаемое черной дырой по мере ее постепенного исчезновения в вечности и сжимая это излучение в новую черную дыру, запутанную во времени с первоначальной дырой. Как только эта новая черная дыра появится, возможно, и удастся вытащить вас из нее.

По словам Джэффериса, теоретические исследования этого метода перемещения между черными дырами продолжаются. Но целью этих исследований является не столько вызволение из черных дыр, сколько понимание фундаментальной физики. Так что, наверное, лучше не рисковать.

Почему черные дыры могут разрушить общую теорию относительности

Миллиард лет назад две танцующие черные дыры совершили последний оборот, слились воедино и за несколько секунд высвободили огромное количество энергии. Подобно цунами, которое возникает в бассейне после твоего прыжка бомбочкой, это слияние вызвало гравитационные волны в пространственно-временном континууме. Перенесемся на планету Земля в 2015 году, ведь в 2007 мы попасть всё равно не сможем. После грандиозного путешествия гравитационные волны от слияния черных дыр проходят через нашу солнечную систему. Утром 11 14 сентября они слегка смещают антенны двух детекторов лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (ЛИГВО) в Луизиане и штате Вашингтон. Характер световых волн изменяется особым способом, именно так, как давно ожидалось. Компьютер сигналит шухер. 

Ниаеш Афшорди из канадского Университета лосей и лесорубов Ватерлоо впервые услышал о знаменательном открытии ЛИГВО за обедом в столовке. Был конец 2015 года, и до официальной публикации результатов оставалось еще несколько недель. Но слухи уже расползались, и коллега Афшорди, видевший неопубликованную статью, не выдержал терморектального криптоанализа и спалил инфу. Афшорди, будучи астрофизиком и девственником, работающим помимо всего прочего в Периметр-институте Ватерлоо, мгновенно понял важность этой новости — как для всего физического сообщества, так и для его собственной нестандартной теории о строении Вселенной. 

«В какой-то момент я конкретно словил Ларина. Мне казалось, что все проблемы в космологии уже сто раз обкашляны, — вспоминает Афшорди. — Но потом я разок переборщил с кленовым сиропом и дошел до мысли, что темная энергия производится черными дырами». Исследования взрывов далеких звезд и некоторые другие свидетельства показывают, что наша вселенная расширяется с возрастающей скоростью, но никто не знает, почему. Одной лишь материи недостаточно для такого эффекта, поэтому космологи винят в расширении особый вид энергии под названием «темная энергия» […]. Ее происхождение и природа как были, так и остаются загадкой. 

В 2009 году, что довольно близко к 2007, но всё же недостаточно, Афшорди вместе со своими коллегами Чандой Прескод-Вайнстайн и Майклом Бэлоу выдвинули теорию, согласно которой черные дыры порождают обширное поле, ведущее себя как темная энергия. Это поле исходит из черных дыр и распространяется по всей Вселенной, сея панику, хаос и разрушение. Такое интригующее объяснение происхождения темной энергии, и по расчетам Афшорди, число черных дыр, существующее по имеющимся оценкам ученых, должно создавать как раз подходящее по наблюдениям количество энергии. 

Но идея Афшорди переворачивает все, что ученые знали о черных дырах. В общей теории относительности Альберта Эйнштейна горизонт событий черной дыры — граница, после пересечения которой пути назад уже нет (что относится и к границе РФ), — не столь важен. При его пересечении ничего не происходит, просто вернуться уже невозможно. Однако если Афшорди прав, он скорее похож на МКАД — содержимое черной дыры за горизонтом событий уже не существует. А именно: на расстоянии планковской длины от места, где проходил бы горизонт, квантовые гравитационные эффекты вырастают, и флуктуации пространства-времени становятся хаотичными. (Планковская длина — микроскопическая величина, около 10-35 метров, или 10-20 диаметров протона.) Это полнейший разрыв с теорией относительности.

Услышав о результатах исследований ЛИГВО, Афшорди понял, что его идею, доселе полностью основанную на древних письменах и бабушкиных рассказах, теперь можно проверить методом наблюдения. Если горизонты событий не такие, как мы думаем, то и гравитационные волны, вызванные слиянием черных дыр, тоже должны быть другими. События, замеченные детекторами ЛИГВО, должны обладать эхом — едва заметным, но четким сигналом, обозначающим злостное нарушение стандартных законов физики. Такое открытие было бы прорывом в долгих поисках квантовой теории гравитации и неминуемо привлекло бы внимание соответствующих надзорных органов физического сообщества. «Если это подтвердится, наверное, мне надо покупать билет в Магадан», — нервно смеется Афшорди. 

Квантовая гравитация — отсутствующее звено, соединяющее общую теорию относительности с теориями квантового поля стандартной модели физики частиц. Эти две теории в сочетании друг с другом напоминают Ментос в сочетании с колой. Черные дыры — один из самых изучаемых примеров таких противоречий. Если применить возле горизонта событий квантовую теорию, окажется, что черная дыра испускает частицы и медленно испаряется. Эти частицы имеют массу, однако, как продемонстрировал в 1970-х Стивен Хокинг, они не могут содержать информацию о том, что образовало черную дыру. Таким образом, если черная дыра полностью испарится, вся грустная история персонажа Макконахи будет уничтожена. Однако в квантовой теории фильм Интерстеллар стопроцентно достоверен. Следовательно, что-то в Голливуде не стыкуется. 

По мнению большинства физиков, всё дело в том, что в расчетах не учитывается квантовое поведение пространства и времени, потому что теория этого поведения — квантовая гравитация — еще не открыта. Десятилетиями физики думали, что квантовые гравитационные эффекты, необходимые для разрешения вопроса черных дыр, скрыты за горизонтом событий. Они думали, что только возле сингулярности, в центре черной дыры, эффекты квантовой гравитации становятся значимыми. Но в последнее время им приходится переосмысливать свою позицию. 

В 2012 году группа исследователей из Калифорнийского университета города Санта-Барбара, после 1473-серийного научного опыта, в ходе которого ученые несколько раз женились, изменяли друг другу и впадали в кому, обнаружила неожиданное следствие из распространенной ныне идеи о том, что информация каким-то образом (возможно, на старом тракторе) покидает черную дыру вместе с излучением. Чтобы эта идея работала, требуются значительные отклонения от общей теории относительности, и не только возле сингулярности, но и возле горизонта событий. Эти отклонения могли бы создать то, что исследователи назвали «фаерволом черной дыры» — барьер высокой энергии прямо возле горизонта, блокирующий попадание в наш мир детской порнографии и наркотиков. 

Такой фаервол (если он существует) был бы заметен только для падающего в дыру наблюдателя и не испускал бы заметных сигналов, которые могли бы уловить наши телескопы. Однако эти фаерволы подтвердили бы более раннюю гипотезу Афшорди о том, что черные дыры создают поле, ведущее себя как темная энергия. Если это так, то участок возле горизонта событий черных дыр должен сильно отличаться от того, что предсказывает общая теория относительности; фаервол, решающий проблему потери информации, мог бы быть одним из эффектов такого отклонения. Предложение Афшорди о способе улучшить общую теорию относительности могло бы таким образом стать ключом к устранению противоречий между ОТО и квантовой теорией. Эта идея необратимо повредила его неподготовленный астрофизический мозг. 

Когда он узнал о первом сигнале, обнаруженном ЛИГВО, Афшорди начал проверять, не могли ли гравитационные волны, вызванные слиянием дыр, пролить свет на детали того, что происходит возле горизонта событий. Поначалу казалось, что он слишком раскатил губу. «Я не думал, что мы в самом деле можем увидеть квантовые гравитационные эффекты в сигнале гравитационных волн, потому что мы уже смотрели в стольких местах! — говорит Афшорди. — Но я уже изменил свою позицию по этому вопросу». 

Передумать Афшорди заставила работа Витора Кардосо и его коллег из португальского Высшего технического института на тему эхо гравитационных волн черных дыр. Кардосо в общих чертах показал, что слияние двух компактных объектов, не имеющих горизонта событий, должно вызвать гравитационные волны, похожие на волны черных дыр, но не идентичные им. Ключевым признаком отсутствия горизонта, по мнению Кардосо, была бы периодическая рекуррентность в сигнале, вызванном слиянием. Вместо единичного пика с последующим затуханием (как при срабатывании гей-детектора) гравитационные волны должны представлять собой серию затухающих пульсаций — слабое эхо изначального события. Афшорди обнаружил, что модификация региона возле горизонта событий, описанная его теорией, предусматривает именно такое эхо. Более того, он мог рассчитать его периодичность как функцию массы конечной черной дыры, а значит, сделать точные предсказания. 

Еще никто не искал подобный сигнал, и найти его — дело не простое, а золотое. Пока что есть только два доступных общественности и хорошо описанных сигнала гравитационных волн, полученных от ЛИГВО. Вместе с другим ученым Афшорди проанализировал данные ЛИГВО на предмет наличия эхо. Сравнив доступные записи со случайным шумом, они обнаружили эхо с предсказанной расчетами периодичностью. Однако статистическая значимость этого события невелика. В научной терминологии его оцениваемая значимость составляет 2,9 сигм. Этот сигнал может быть вызван чистым шумом с шансами примерно 1 из 200. В физике настолько недостоверное событие представляет интерес, но не считается открытием.

Однако эксперимент ЛИГВО на самом деле только начинается. Что самое поразительное в этих гравитационно-волновых явлениях, так это то, что оборудование вообще было в состоянии их зафиксировать. Технологические сложности были невероятными. У каждой установки в штатах Луизиана и Вашингтон (противоположные концы США — прим. Newочём) было по интерференционному телескопу с двумя перпендикулярными 4-километровыми трубами, внутри которых лазерный луч отражается туда-сюда между зеркалами; после рекомбинации пучки смешиваются. Интерференция световых волн лазера крайне чувствительна к деформациям в относительной длине труб — они могут быть до 1/1000 диаметра протона. Это уровень чувствительности, необходимый, чтобы уловить гравитационные эффекты встречных черных дыр. 

Гравитационная волна, проходящая через интерференционный телескоп деформирует обе трубы когда ей вздумается, таким образом искажая ход интерференции. Требование зафиксировать явление на обеих установках обеспечивает защиту от факапов. Согласно проекту, ЛИГВО лучше всего детектирует гравитационные волны длиной от сотен до нескольких тысяч километров, — считается, что в таком же диапазоне происходит слияние черных дыр. Показать мы это можем только лицам, достигшим совершеннолетия. Планируется, что другие гравитационно-волновые детекторы займутся различными частями спектра, будучи настроенными на разные области феномена. 

Тут юморески закончились, так что пусть нормальный текст станет наградой тем, кто пережил наши упражнения в сомнительном остроумии. 

Гравитационные волны неизбежно предсказываются общей теорией относительности. Эйнштейн признал, что соотношение времени и пространства динамично — оно растягивается, искажается и колеблется в ответ на гравитационные аномалии. Когда оно колеблется, волны могут свободно путешествовать на большие расстояния, перенося энергию и периодически расширяя и сокращая пространство в ортогональных направлениях. Непрямые доказательства наличия гравитационных волн были у нас давно. Ввиду того, что они переносят энергию, они вызывают небольшие но уловимые разрушения в общей орбите двойных пульсаров. Этот эффект был впервые обнаружен в 1970-х годах, а в 1993 году за него дали Нобелевскую Премию. Но до того, как ЛИГВО зафиксировала гравитационные волны, у нас не было прямых доказательств их существования. 

Это базовое научное исследование чистой воды. Какие существуют виды черных дыр и малых звездных систем? Где они располагаются внутри галактик? 

Первое явление ЛИГВО — которое так взволновало Афшорди в сентябре 2015 года — было знаменательным, и не только потому что оно случилось всего через пару дней после так долго планируемого служебного апгрейда. Он выделялся еще и потому, что сливающиеся черные дыры были очень тяжелыми, их массы, по оценкам ученых, составляли 29 и 36 масс Солнца. «Многие люди не ожидали, что у черных дыр будут такие большие массы», — поясняет Офек Бирнхольц, член группы ЛИГВО по сотрудничеству в области малого двойного столкновения и физик в немецком Институте Макса Планка. Ослепительно яркий сигнал вместе с открытостью сотрудничества по вопросам обмена информацией стал вдохновением для ученых в других сообществах, которые, как и Афшорди, в настоящее время ищут способы использовать новые открытия в своей работе. 

26 декабря 2015 года ЛИГВО зафиксировало второе явление. После многих лет медленного прогресса и ложных стартов эра астрономии гравитационных волн официально началась. «Некоторые из моих коллег-физиков ушли из астрономии гравитационных волн», — делится Бирнхольц и добавляет, усмехаясь: «а теперь возвращаются, потому что снова всё зашевелилось». Это неисследованная территория, базовое научное исследование чистой воды. Какие существуют виды черных дыр и малых звездных систем? Где они располагаются внутри галактик? Что гравитационные волны расскажут нам об их происхождении? Если нейтронная звезда сливается с черной дырой, что можно узнать о материи в таких экстремальных условиях? Ведут ли черные дыры себя так, как это предсказывают наши вычисления? 

Теория Афшорди о черных дырах и темной материи — еще один пример того, какие типы вопросов теперь возможны. Море нераскрытой информации по всему миру ждет своего часа. 

Через несколько дней после того, как результаты Афшорди появляются на открытом сервере arXiv.org, члены содружества ЛИГВО изучают его анализ. Всего через пару недель они публикуют ответ, рецензируют методологию и запрашивают применение различных статистических инструментов. Бирнхольц является автором одной из таких рецензий. 

Утверждение теории Афшорди удивило Бирнхольца: «У меня не было никаких суждений о том, должны или не должны быть эхо. Это раздел физики, в котором можно только строить догадки. Но я поработал с данными ЛИГВО, моя интуиция мне четко показывает, что ее размах, скорее всего, недостаточен, чтобы утверждать наличие такой значимости на данной стадии». У Бирнхольца есть предложения по улучшению анализа, но он хочет избежать заявлений о вероятности подтверждения результатов. Алекс Нильсен, еще один член проекта ЛИГВО и один из соавторов Бирнхольца также отмечает необходимость быть осторожными: «Как члены проекта ЛИГВО, мы должны быть очень осторожными касательно официальных заявлений, которые делаются без согласия всех участников. Но информация опубликована и люди могут делать с ней что хотят». 

Проект ЛИГВО имеет открытый научный центр, где в публичном доступе находится информация, записанная в течение часа в диапазоне подтвержденных гравитационных явлений. «Люди могут свободно использовать ее и обращаться к нам с любыми вопросами. Если они находят что-то интересным, то могут поделиться своим мнением с нами, и мы вместе будем работать над этим. Это часть научного опыта», — убежден Бирнхольц. 

Проект включает несколько тысяч участников и академических учреждений по всему миру. Они встречаются дважды в год; самое недавнее собрание имело место в Пасадене, штат Калифорния. В настоящий момент некоторые члены проекта пытаются воссоздать анализы Афшорди. Бирнхольц ожидает, что на эти попытки уйдет несколько месяцев. Он предупреждает: «Результат может разочаровать. Не потому, что покажет, что эхо нет, а потому, что мы не сможем доказать, есть ли оно». Астрономия гравитационных волн — все еще наука в зародышевой стадии, и много данных еще только ждут своего часа. По оценкам членов проекта, к завершению третьего наблюдательного пробега в 2018 году, ЛИГВО скорее всего обнаружит 40 высокоточных слияний черных дыр. Каждое из них позволит еще раз проверить теорию Афшорди. 

Ввиду того, что они взаимодействуют так слабо и выделяют так мало энергии, когда проходят мимо, гравитационные волны невероятно сложно измерить. Вызываемая ими деформация крохотна, и для выявления ясного сигнала необходима предельная осторожность. Используемый проектом порог обнаружения — сигма 5, что соответствует вероятности менее, чем один шанс из трех миллионов, что сигнал был совпадением, что намного выше уровня сигнала Афшорди. Однако слабое взаимодействие гравитационных волн также делает их прекрасными мессенджерами. В отличие от световых частиц, они практически не подвергаются воздействию на пути к нам, и несут нетронутую информацию о том, где и как они были сгенерированы. Это позволяет проводить тестирования общей относительности совершенно новой точности, в никогда до этого не исследованном режиме. 

Если подтвердится наличие эхо черных дыр, это практически стопроцентно продемонстрирует решительное отклонение от теории общей относительности. Обнаружение черных дыр не подтвердит однозначно теорию Афшорди, о том что черные дыры являются источником темной энергии. Но для объяснения этого потребуется по-настоящему новая идея. «Во всех произведенных нами симуляциях я ни разу ничего не слышал о таких эхо. Если нам удастся зафиксировать его наличие, будет весьма интересно. Тогда нам нужно будет посмотреть, что могло вызвать такое явление», — отмечает Бирнхольц. 

В случае, если статистическая значимость сигнала Афшорди увеличится, у него есть исследовательские планы. Он хочет улучшить свою модель слияний черных дыр и провести численное моделирование для поддержки аналитических расчетов того, как должны выглядеть эхо. Следующим шагом будет попытка лучше понять лежащую в основе теорию времени и пространства, которая могла вызвать подъем такого поведения на горизонте черных дыр. Также космологам хотелось бы намного тщательнее разобраться в этом новом объяснении темной энергии. 

Афшорди понимает, насколько надуманно вот так менять общую относительность. Но у его революции есть цель: «Я хочу побудить людей мыслить открыто и не игнорировать идеи только потому, что они не соотносятся с их заранее сложившимися взглядами». Возможно, именно такие взгляды скоро будут проигнорированы, учитывая то, как ЛИГВО открывает творения Вселенной в никогда ранее невиданных масштабах.

0 комментариев
Архив