Коли дві нейтронні зірки потрапили далеко в космос, вони створили потужне тремтіння у Всесвіті - гравітаційні хвилі, які вчені виявили на Землі у 2017 році. чорна діра, яка порушила б акуратну модель, виведену з теорії загальної відносності Альберта Ейнштейна.
У загальній відносності чорні діри - це прості об'єкти: нескінченно стислі особливості або точки матерії, оточені гладкими горизонтами подій, через які не може вийти ні світло, ні енергія, ні матерія. До цих пір кожен шматочок даних, який ми зібрали з чорних дір, підтримує цю модель.
Але в 1970-х Стівен Хокінг написав серію робіт, в яких припускав, що межі чорних дір не такі вже й гладкі. Натомість вони розмиваються завдяки серії ефектів, пов'язаних з квантовою механікою, які дозволяють «випромінюванню Хокінга» вийти. За роки з тих пір з'явилася низка альтернативних моделей чорних дір, де ті гладкі, ідеальні горизонти подій будуть замінені на більш легкі, нечіткі мембрани. З недавніх пір фізики прогнозували, що цей вибух буде особливо інтенсивним навколо новостворених чорних дір - достатньо суттєвих для відображення гравітаційних хвиль, створюючи відлуння в сигналі утворення чорної діри. Тепер, після зіткнення нейтронної зірки, два фізики думають, що знайшли такий тип ехо. Вони стверджують, що чорна діра, що утворилася при злитті нейтронних зірок, дзвонить, як лунаючий дзвін, і розбиває просту фізику чорної діри.
Якщо відлуння справжнє, то воно повинно бути від пуху квантової чорної діри, - сказав співавтор дослідження Ніаеш Афшорді, фізик з університету Ватерлоо в Канаді.
"У теорії відносності Ейнштейна матерія може обертатися навколо чорних дір на великих відстанях, але повинна потрапляти в чорну діру близько до горизонту подій", - сказав Афшорді в Live Science.
Таким чином, близько до чорної діри не повинно бути жодного сипучого матеріалу, який би передавав гравітаційні хвилі. Навіть чорні діри, що оточують диски матеріалу, повинні мати порожню зону навколо їх горизонтів подій, сказав він.
"Затримка в часі, яку ми очікуємо (і спостерігаємо) за нашими відгомонами ..., може бути пояснена лише в тому випадку, якщо якась квантова структура сидить просто поза їх горизонтом подій", - сказав Афшорді.
Це перерва від зазвичай непохитних прогнозів загальної відносності.
Однак, дані існуючих гравітаційних детекторів хвиль галасливі, їх важко правильно інтерпретувати та схильних до помилкових позитивних результатів. Гравітаційна хвиля, що повторюється деяким квантовим пухом навколо чорної діри, була б абсолютно новим видом виявлення. Але Афшорді сказав, що в момент після злиття цей вибух повинен був бути досить інтенсивним, щоб відбивати гравітаційні хвилі настільки різко, що існуючі детектори могли це бачити.
Джої Нілсен, астрофізик з університету Вільянова в штаті Пенсильванія, який не брав участі в цій роботі, заявив, що результат є переконливим - особливо тому, що відлуння з'явилося в більш ніж одному детекторі гравітаційних хвиль.
"Це переконливіше, ніж комбінувати дані, шукаючи певний тип сигналу і кажучи:" ага! " коли ти знайдеш це ", - сказав Нілсен Live Science.
Але, за його словами, йому потрібно буде побачити більше інформації, перш ніж він буде абсолютно впевнений, що відгомони справжні. У документі не відображаються інші виявлення гравітаційних хвиль, зібрані протягом 30 секунд після повідомлення про відлуння, заявив Нілсен.
"Оскільки розрахунки значущості настільки чутливі до того, як ви вибираєте і вибираєте свої дані, я хотів би зрозуміти всі ці особливості більш повно, перш ніж зробити чіткі висновки", - сказав він.
Максиміліано Ісі, астрофізик з MIT, був скептичним.
"Це не перша претензія такого характеру, що виходить з цієї групи", - сказав він Live Live.
"На жаль, інші групи не змогли відтворити свої результати, а не через відсутність спроб".
Ісі вказав на серію статей, у яких не вдалося знайти відгомонів у тих самих даних, один з яких, опублікований у червні, описав як "більш досконалий, статистично надійний аналіз".
Афшорді заявив, що цей новий його документ має перевагу в тому, що він набагато чутливіший, ніж попередня робота, з більш надійними моделями для виявлення слабких відгомонів. " як це було шанси на помилкову тривогу приблизно 2 із 100 000 ".
Навіть якщо відлуння справжнє, вчені все ще точно не знають, який саме екзотичний астрофізичний об'єкт спричинив це явище, додав Нілсен.
"Що так цікавого в цій справі, це те, що ми не маємо уявлення про те, що залишилося після первісного злиття. Чи одразу утворилася чорна діра, чи був якийсь екзотичний, короткотривалий проміжний об'єкт?" - сказав Нілсен. "Результати тут є найпростішими для того, щоб мати сенс, якщо залишок - це гіпермасив, який руйнується протягом секунди або близько того, але поданий тут відгомін не переконує мене, що саме такий сценарій насправді стався".
Можливо, в даних є відгомони, сказав Ісі, які були б надзвичайно значущими. Він просто ще не переконаний.
Незважаючи на те, як витрушуються всі дані, сказав Нілсон, зрозуміло, що результат тут вказує на щось, що варто вивчити далі.
