Обнаружение гравитационной волны GW250114 коллаборацией LIGO-Virgo-KAGRA проливает свет на динамику черных дыр

В сентябре 2025 года мировое научное сообщество получило подтверждение значительного прорыва в области астрофизики, когда коллаборация LIGO-Virgo-KAGRA официально объявила о регистрации гравитационной волны GW250114. Этот мощный сигнал, возникший в результате катастрофического слияния двух черных дыр, был зафиксирован на расстоянии примерно 1,3 миллиарда световых лет от Земли. Обнаружение GW250114 не просто пополнило каталог гравитационно-волновых событий, но и предоставило критически важные эмпирические данные, касающиеся механизмов функционирования этих загадочных космических объектов, позволяя ученым заглянуть в самые экстремальные уголки Вселенной.

Анализ характеристик волны GW250114 выявил признаки необычно быстро вращающихся черных дыр, что существенно расширяет и, возможно, ставит под сомнение текущие представления о космической эволюции и механизмах формирования этих объектов. В процессе слияния участвовали два массивных тела: одно оценивалось в 30 масс Солнца, а второе — в 40 масс Солнца. После их окончательного объединения образовалась результирующая сингулярность, площадь поверхности которой, согласно расчетам, составила приблизительно 400 000 квадратных километров. Это точное измерение напрямую подтверждает ключевое теоретическое предсказание, сделанное Стивеном Хокингом относительно того, что площадь горизонта событий черной дыры никогда не может уменьшаться в процессе слияния. Таким образом, событие GW250114 демонстрирует прочное соответствие между установленными математическими моделями и наблюдаемой реальностью в условиях экстремальной гравитации.

Кроме того, данные, полученные от GW250114, принесли первое прямое подтверждение феномена «затухающего звона» (ringdown) — характерной, быстро угасающей вибрации, излучаемой новообразованной черной дырой по мере ее стабилизации после катастрофического события. Эта сигнатура, являющаяся последним «вздохом» слияния, эмпирически подтверждает сложные решения уравнений Эйнштейна, выведенные Роем Керром десятилетия назад. Подтверждение этих теоретических моделей, описывающих геометрию вращающихся черных дыр, тем самым укрепляет надежность Общей теории относительности при описании экстремальных гравитационных полей. Успех этого исследования подчеркивает важность объединенных глобальных научных усилий, направленных на изучение Вселенной. Примером такого международного сотрудничества является активное участие Института физики высоких энергий (Institut de Física d’Altes Energies, IFAE) в коллаборации LIGO, о чем было официально объявлено в ноябре 2024 года, что демонстрирует растущую вовлеченность европейских институтов в передовые астрофизические проекты.

Астрономия гравитационных волн развивается стремительными темпами, открывая новые горизонты познания, и уже запланированы будущие модернизации, направленные на повышение чувствительности детекторов по всему миру. В частности, ожидается, что усовершенствование детектора KAGRA, завершение которого намечено на конец 2026 года, позволит значительно увеличить его чувствительность к более высоким частотам. Эта техническая модернизация критически важна, поскольку она может обеспечить возможность регистрации сигналов от слияний меньших по размеру черных дыр промежуточной массы, которые в настоящее время наблюдаются значительно реже. Анализ предыдущих событий, включая слияние, произошедшее в 2023 году, уже показал, что история формирования черных дыр может быть более разнообразной, чем предполагалось изначально, из-за неожиданных параметров вращения. Таким образом, динамика этих пространственно-временных возмущений остается богатой и перспективной областью для дальнейших исследований, требующих постоянного совершенствования наблюдательных инструментов.