Масса и энергия черных дыр и гравитационные волны
В системе двух вращающихся черных дыр происходит потеря массы/энергии через излучение гравитационных волн. Это явление объясняется общей теорией относительности, предложенной Альбертом Эйнштейном. Когда две черные дыры вращаются вокруг общего центра масс, они создают сложности в пространстве-времени, которые распространяются наружу в виде гравитационных волн. Эти волны, в свою очередь, уносят часть энергии системы, которая напрямую связана с потерей массы.
Согласно принципу эквивалентности массы и энергии, выраженному в знаменитой формуле $E=mc2$, энергия $E$, излучаемая в виде гравитационных волн, пропорциональна массе $m$ с коэффициентом пропорциональности, равным квадрату скорости света $c2$. Таким образом, потеря энергии фактически сопровождается эквивалентной потерей массы системы черных дыр.
Примером этого является механизм слияния черных дыр. Пертурбации в пределах горизонта событий черной дыры приводят к излучению значительного количества гравитационных волн, и финальная черная дыра после слияния оказывается меньше суммарной массы исходных черных дыр. Это явление наблюдалось в ходе экспериментов, таких как LIGO, где были зафиксированы гравитационные волны, свидетельствующие о слиянии черных дыр.
Неизменная формула
Формула $E=mc2$ продолжает действовать в таких сложных взаимодействиях, хотя ее интерпретация через общую теорию относительности позволяет учесть гравитационные вулканы. На уровне квантовой гравитации возможны дальнейшие уточнения, однако на макроуровне эта формула дает верное описание процессов, происходящих в подобных астрофизических событиях.
Категория: Физика
Теги: гравитационные волны, черные дыры, общая теория относительности