Учёные впервые зафиксировали, как чёрная дыра искривляет время и пространство

Астрофизики впервые получили прямое подтверждение тому, как вращающаяся чёрная дыра воздействует на пространство и время, создавая эффект, предсказанный Эйнштейном в рамках общей теории относительности. Речь идёт о так называемой прецессии Лензе–Тирринга — явлении, при котором массивное тело, вращающееся с огромной скоростью, искривляет окружающее пространство-время.

До последнего времени этот эффект считался лишь теоретической конструкцией и демонстрировался только в расчётах. На Земле его влияние ничтожно мало, но вблизи чёрных дыр оно приобретает колоссальные масштабы.

Ключевым событием стало наблюдение космического явления под названием AT2020afhd — вспышки, вызванной разрушением звезды сверхмассивной чёрной дырой. Когда звезда подошла слишком близко, её вещество было поглощено, сформировав аккреционный диск. В нём материя разогревалась до невероятных температур, а затем из центра выбрасывались джеты — струи частиц, летящие почти со скоростью света.

Учёные заметили странное: и внутренние области аккреционного диска, и сами джеты начали синхронно менять своё направление. Эти колебания продолжались около 20 дней и повторялись с высокой регулярностью, что исключает случайный характер явления.

Подробный анализ данных показал: изменения обусловлены именно вращением чёрной дыры, которое вызывает деформацию геометрии пространства-времени. Эта деформация и приводит к эффекту «качания» — прецессии Лензе–Тирринга, впервые зафиксированной напрямую с использованием астрофизических данных.

Исследование проводилось с помощью нескольких инструментов: космической обсерватории Swift, работающей в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах, и радиотелескопа Very Large Array. Их комбинация позволила воссоздать трёхмерную картину движения вещества, которую невозможно объяснить без учёта искривления пространства.

Это открытие не только подтверждает ключевые положения общей теории относительности, но и открывает новые горизонты для изучения чёрных дыр. Теперь учёные могут точнее определять массу и скорость их вращения, что особенно важно, поскольку сами эти объекты не излучают свет и наблюдаются только через их воздействие на окружающее пространство.

Фиксация прецессии Лензе–Тирринга — важный шаг в практической астрофизике. Как и открытие гравитационных волн, это наблюдение показывает, что Вселенная динамична, а пространство-время способно изменяться под действием материи. В перспективе это поможет объединить гравитацию с законами квантовой физики и, возможно, приблизит нас к новой фундаментальной теории устройства мироздания.

Текст: Д. Кузнецова

Источник

• Ключевые слова: чёрная,