В 2019 году LIGO и Virgo зафиксировали нечто странное — гравитационную волну продолжительностью менее одной десятой секунды.
По сравнению с протяжёнными «щебетаниями» двойных чёрных дыр на затухающих орбитальных спиралях, это было больше похоже на резкий треск. Лучшим объяснением этого явления, получившего название GW190521, было случайное столкно��ение двух чёрных дыр, «зацепившихся» друг за друга при прохождении.
Теперь в новой статье представлен альтернативный, гораздо более экзотический вариант: эхо столкновения чёрных дыр в другой вселенной, отражающееся через коллапсирующую червоточину, образовавшуюся в результате этого слияния.
Хотя столкновение чёрных дыр является предпочтительной интерпретацией странного сигнала, нельзя полностью исключить вариант червоточины, пишет команда под руководством физика Ци Лай из Университета Китайской академии наук в препринте, загруженном в arXiv.
Если бы GW190521 и подобные ему гравитационные волны были признаком существования червоточин, то они не только подтвердили бы существование этих гипотетических структур, но и дали бы нам новый инструмент для исследования их физических свойств.
Гравитационные волны, которые мы можем обнаружить в настоящее время, представляют собой волны в структуре пространства-времени, возникающие в результате столкновений массивных плотных объектов, таких как чёрные дыры и нейтронные звёзды.
Но не только само столкновение создаёт эти волны. Когда пара чёрных дыр на двойной орбите по спирали приближается друг к другу, их взаимодействующие гравитационные поля также генерируют волны.
У GW190521 не было обнаружено сигнала, соответствующего сближению тел по спирали, а при полученной массе слияния — в 142 раза превышающей массу Солнца — его должны были обнаружить. Тогда учёные сделали вывод, что чёрные дыры не вращались друг вокруг друга, а просто пролетали мимо, втянулись в гравитационные поля друг друга и слились.
Лай и его коллеги подумали, что тому может быть другое объяснение: а что, если объект, образовавшийся в результате слияния двойной чёрной дыры, был червоточиной, которая затем коллапсировала, образовав окончательную, слитую чёрную дыру? Если бы это было так, мы могли бы получить только один короткий всплеск данных о гравитационных волнах, когда червоточина коллапсировала.
Исследователи разработали модель формы волны, как мог бы выглядеть этот гравитационный сигнал, и сравнили её с данными LIGO и Virgo. Они также построили форму волны для стандартного слияния двойной чёрной дыры, чтобы сравнить её с данными наблюдений.
Форма волны слияния двойной чёрной дыры немного лучше соответствовала наблюдаемому сигналу, чем форма волны червоточины, но только немного. По словам исследователей, есть достаточно оснований для сомнений, что сценарий с червоточиной всё ещё возможен. Это означает, что GW190521 может быть первым случаем, когда человечество заглянуло в другую вселенную, находящуюся за пределами нашей собственной.
