Czarne dziury coraz mniej tajemnicze. Potwierdzono słynną teorię

Naukowcy potwierdzili jedną z najsłynniejszych teorii o czarnych dziurach. Chodzi o wysnute pół wieku temu twierdzenie brytyjskiego fizyka Stephena Hawkinga, dotyczące powierzchni tych obszarów.

W 1971 roku Hawking wyprowadził z ogólnej teorii względności Alberta Einsteina zasadę, zgodnie z którą niemożliwe jest, by powierzchnia czarnej dziury zmniejszała się w czasie. Twierdzenie brytyjskiego fizyka przez pół wieku było w centrum zainteresowania teoretyków, ale nikt nie był w stanie go potwierdzić. Aż do teraz.

Serwis Live Science wskazuje, że teoria była intrygująca między innymi dlatego, że wiązała się z drugą zasadą termodynamiki, która stwierdza, że entropia (nieuporządkowanie układu zamkniętego) musi wzrastać. A ponieważ entropia czarnej dziury jest wprost proporcjonalna do jej powierzchni, to obie te wartości powinny się zwiększać w czasie.

"Powierzchnia czarnej dziury nie może się zmniejszać, co wynika z drugiej zasady termodynamiki. Zgodnie z prawem zachowania masy, ta również nie może się zmniejszyć, co jest analogiczne do zachowania energii" – wyjaśnił w wypowiedzi dla Live Science główny autor badania, astrofizyk Maximiliano Isi z Massachusetts Institute of Technology. 

Aby sprawdzić, czy teoria Hawkinga jest słuszna, naukowcy przeanalizowali zderzenie dwóch czarnych dziur sprzed 1,3 mld lat, które doprowadziło do utworzenia fal w czasoprzestrzeni. W wyniku kolizji doszło do powstania nowego obiektu. Badacze obliczyli więc masę dwóch czarnych dziur oraz tej, która została stworzona poprzez ich połączenie. Te wartości pozwoliły im z kolei obliczyć powierzchnię obszarów przed i po kolizji.

Okazało się, że powierzchnia nowo powstałej czarnej dziury była większa niż łączna powierzchnia dwóch początkowych obiektów. Oznacza to, że musiała rozszerzyć się ona w czasie. Naukowcy twierdzą, że ich analiza potwierdza prawdziwość teorii Hawkinga w 95 procentach. Warto zwrócić uwagę, że opisywane twierdzenie brytyjskiego fizyka przeczy w zasadzie innej jego teorii, zgodnie z którą w odpowiednio długim odcinku czasu czarna dziura powinna wyparować.