Вчені повторно підтвердили теорію загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна з безпрецедентною точністю, виявивши найпотужнішу гравітаційну хвилю, зареєстровану на сьогодні. Сигнал під назвою GW250114 походить від злиття двох чорних дір і є найяскравішим підтвердженням прогнозів Ейнштейна, зроблених століття тому.
Нова ера в виявленні гравітаційних хвиль
Зіткнення було виявлено в 2025 році мережею передових детекторів гравітаційних хвиль, включаючи Обсерваторію гравітаційних хвиль лазерного інтерферометра (LIGO) у США та детектор Virgo в Італії. Ці інструменти є значно чутливішими, ніж їхні аналоги 2016 року, що забезпечує винятково чисті дані. Ця ясність є надзвичайно важливою, оскільки вона дозволяє ретельно перевіряти фундаментальну фізику.
Раніше GW250114 використовувався для підтвердження теореми Стівена Хокінга, яка стверджує, що горизонт подій отриманої чорної діри не зменшиться в розмірі порівняно з загальним розміром її попередників. Результати майже з абсолютною впевненістю підтвердили теорію Хокінга. Тепер команда під керівництвом Кіфа Мітмана з Корнельського університету продовжила аналіз, безпосередньо порівнявши подію з рівняннями Ейнштейна.
Як загальна теорія відносності передбачила зіткнення
Теорія Ейнштейна описує, як маса згинає простір-час, визначаючи рух об’єктів у ньому. У застосуванні до злиття чорних дір рівняння передбачають певну послідовність: чорні діри обертаються разом, прискорюються, стикаються, а потім вібрують на певних частотах, як дзвін.
Попередні події були недостатньо різкими, щоб перевірити ці «режими згасання», але GW250114 був достатньо потужним для точного тестування. Команда Мітмана змоделювала очікувані частоти на основі рівнянь Ейнштейна та знайшла дивовижну згоду з даними спостереження.
«Амплітуди, які ми вимірюємо в даних, неймовірно добре узгоджуються з прогнозами чисельної теорії відносності», — пояснив Мітман. «Рівняння Ейнштейна дуже важко розв’язати, але коли ми розв’язуємо їх і спостерігаємо передбачення загальної теорії відносності в наших детекторах, два результати збігаються».
Що це означає для майбутнього фізики
Останні результати підтверджують надійність загальної теорії відносності. Лаура Наттолл з Університету Портсмута сказала: «Здається, все узгоджується з тим, що Ейнштейн сказав про гравітацію». Проте дослідження також підкреслює обмеження сучасних детекторів.
Незважаючи на те, що угода є сильною, вона не може виключити відхилення до 10%. Мітман зазначив, що ця невизначеність зменшуватиметься зі збільшенням чутливості детектора. Якщо виникнуть розбіжності, це означатиме, що теорія Ейнштейна неповна або неправильна.
Пошук більшої точності триватиме, оскільки вчені спостерігатимуть за новими подіями та вдосконалюватимуть свої інструменти. Кожне спостереження наближає нас до розуміння фундаментальних законів Всесвіту та того, чи бачення Ейнштейна залишається незмінним.
