Двойное столкновение черных дыр подвергло общую теорию относительности Эйнштейна самому экстремальному испытанию

Международная коллаборация LIGO-Virgo-KAGRA объявила о регистрации двух выдающихся столкновений чёрных дыр, GW241011 и GW241110, произошедших с разницей в месяц в конце 2024 года. Событие GW241011 на расстоянии 700 млн световых лет включало чёрные дыры массой 20 и 6 солнечных, причём более массивная обладала одним из самых быстрых вращений. Событие GW241110 в 2.4 млрд световых лет от Земли показало уникальную конфигурацию: главная чёрная дыра вращалась в направлении, противоположном орбитальному движению. Оба события предполагают, что чёрные дыры могли быть «второго поколения», образовавшись из остатков предыдущих слияний.

Исключительная точность обнаружения GW241011 позволила провести беспрецедентную проверку общей теории относительности Эйнштейна в экстремальных условиях. Быстрое вращение исказило форму чёрной дыры, оставив уникальный отпечаток в гравитационных волнах, который с рекордной точностью соответствовал решению Керра для вращающихся чёрных дыр. Значительная разница в массах столкнувшихся объектов также породила «высшие гармоники» — обертоны, наблюдаемые лишь в третий раз, что стало ещё одним успешным тестом теории Эйнштейна.

Быстро вращающиеся чёрные дыры также используются для поиска сверхлёгких бозонов — гипотетических элементарных частиц, предсказанных теориями за пределами Стандартной модели. Наблюдение того, что массивная чёрная дыра в GW241011 продолжает быстро вращаться спустя миллионы или миллиарды лет после формирования, исключает широкий диапазон масс для этих частиц. Планируемые усовершенствования детекторов позволят глубже понять как фундаментальную физику, так и астрофизические механизмы формирования таких систем.