Гравитационные волны

Как описываются черные дыры в рамках общей теории относительности? Какие известны способы образования черных дыр? И как решается задача регистрации гравитационных волн и открытия черных дыр? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Сергей Попов.

Черные дыры как идея были придуманы довольно давно. Сделали это Лаплас и Митчелл несколько веков назад. Они догадались, что можно рассмотреть обычные законы Ньютона и сделать очень большой вторую космическую скорость, то есть скорость, которую надо единомоментно сообщить какому-нибудь предмету, чтобы он навсегда улетел с какого-то тела, например с Земли.

Звезды чаще всего рождаются не поодиночке, а парами. Например, пусть возникла пара из двух массивных звезд. Затем обе поочередно взорвались как сверхновые и дали две черных дыры, и они крутятся друг вокруг друга. Представим, как два шарика катаются по нашей резиновой плоскости, от них обязательно побежит рябь. В случае пары черных дыр это очень хороший процесс для испускания гравитационных волн, потому что у нас сразу есть большие массы, заключенные в компактные области и двигающиеся с огромными скоростями.

Если мы берем любой предмет и кидаем его в черную дыру, он пересекает горизонт со скоростью света. Значит, у него в этот момент колоссальная скорость и энергия. Теперь представим такой экстремальный случай: мы берем одну черную дыру и кидаем в другую черную дыру. Вроде бы должна выделиться куча энергии, и она выделяется. Но в виде чего? Вся эта огромная энергия выделяется в виде гравитационных волн. Если в системе сливаются две черные дыры, то возникает очень мощный гравитационно-волновой сигнал. Вот его как раз хотят поймать, и, наверное, в ближайшее время это самый реалистичный, самый хороший способ открыть черные дыры.