Ученые впервые зафиксировали, как черная дыра влияет на пространство и время

Учёные впервые не только рассчитали теоретически, но и экспериментально подтвердили существование прецессии Лензе-Тирринга — явления, при котором вращающаяся чёрная дыра искажает структуру пространства-времени. Этот эффект, предсказанный общей теорией относительности, ранее оставался недоступным для наблюдений из-за своей слабой выраженности на масштабах, измеримых астрономическими методами. Полученные данные впервые предоставляют прямое эмпирическое подтверждение того, что вращение чёрной дыры способно закручивать ткань пространства-времени.


До настоящего открытия прецессия Лензе-Тирринга существовала лишь в теоретических моделях, согласно которым массивные вращающиеся объекты деформируют окружающее пространство-время. На Земле влияние этого явления крайне мало, однако вблизи чёрной дыры гравитационные силы настолько сильны, что их эффект становится наблюдаемым.

Ключевым объектом для исследования стала астрофизическая система AT2020afhd, образованная при разрушении звезды сверхмассивной чёрной дырой. Под действием мощных приливных сил звезда растянулась, формируя аккреционный диск с высокой температурой. Внутренние области диска порождали релятивистские джеты, движущиеся почти со скоростью света.

Астрономы зафиксировали периодические изменения ориентации аккреционного диска и джетов с периодом около 20 дней. Эти колебания наблюдались в широком спектральном диапазоне, от радиоволн до рентгеновского излучения, что исключает возможность случайных флуктуаций или инструментальных ошибок.

Анализ показал, что источник этих колебаний — вращение чёрной дыры, которое искривляет и закручивает пространство-время. В результате меняется направление аккреционного диска и джетов, что и является проявлением прецессии Лензе-Тирринга, впервые зафиксированной на основе данных реального астрономического объекта.

Это открытие выводит исследования пространственно-временных деформаций из разряда чисто теоретических в область современной прикладной астрофизики, сопоставимой по значимости с изучением гравитационных волн или поиском экзопланет. Подтверждение прецессии Лензе-Тирринга показывает, что Вселенная динамична: пространство способно к деформации, движению и взаимодействию с материей. В будущем эти наблюдения могут помочь точнее проверить общую теорию относительности в экстремальных условиях и приблизить создание единой теории, объединяющей гравитацию и квантовую физику.

Читайте также: