Учёные подтвердили справедливость общей теории относительности Эйнштейна благодаря анализу сигнала гравитационных волн. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.
В 2025 году международная сеть детекторов гравитационных волн зафиксировала мощное возмущение пространства‑времени — сигнал GW250114. Вероятно, он возник из‑за слияния двух чёрных дыр. В систему детекторов входят Лазерный интерферометр гравитационно‑волновой обсерватории (LIGO) в США и детектор Virgo в Италии. По сравнению с 2016 годом их чувствительность существенно выросла, поэтому данные по GW250114 оказались самыми чёткими и наименее зашумлёнными среди всех подобных наблюдений.
Ранее на основе этих данных учёные с почти стопроцентной точностью подтвердили теорему Стивена Хокинга о горизонте событий слившейся чёрной дыры. Теперь же группа исследователей под руководством Кифа Митмана из Корнельского университета проверила соответствие слияния чёрных дыр общей теории относительности Альберта Эйнштейна.
Согласно уравнениям Эйнштейна, чёрные дыры сначала вращаются друг вокруг друга по спирали с нарастающей скоростью, затем сталкиваются, высвобождая огромный выброс энергии, а после начинают вибрировать на разных частотах — подобно колоколу после удара. Эти вибрации, известные как моды затухания, раньше были слишком слабыми для детального изучения. Но сигнал GW250114 оказался достаточно мощным, чтобы проверить предсказанные частоты.
Команда Митмана смоделировала уравнения Эйнштейна и сравнила теоретические предсказания с измеренными частотами. Результаты совпали с высокой точностью. Учёный отметил, что амплитуды, зафиксированные в данных, отлично соответствуют численной теории относительности. Лаура Натталл из Университета Портсмута подтвердила: всё соответствует представлениям Эйнштейна о гравитации.
При этом из‑за ограничений чувствительности детекторов нельзя исключить отклонение от предсказаний Эйнштейна менее чем на 10 %. Однако с повышением точности оборудования погрешность может сократиться. Если теория Эйнштейна содержит неточности, они проявятся даже при улучшении измерений.
