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重力波は最終的にスティーブン・ホーキングのブラックホールの定理を証明します

宇宙に重力波を融合して送信する2つのブラックホールのイラストサイモンズ財団のマギー・チアン Stephen Hawkingの50歳の定理は、重力波の天文学の大きな進歩のために、ブラックホールがどのように融合するかについて、天文学者が光速で地球を通過したときに異常に強力な衝突によって引き起こされる波を捕まえるのを助けました。 ホーキングは1971年にブラックホールエリアの定理を提案しました。これは、2つのブラックホールが融合すると、結果として生じるブラックホールのイベントの地平線（光さえもブラックホールのクラッチから逃げることができない境界）が、2つの元のブラックホールの合計よりも小さい領域を持つことはできないと述べています。定理は、オブジェクト内のエントロピーまたは障害が決して減少しないと述べている熱力学の第2法則を反映しています。 ブラックホールの合併は、宇宙の布をゆがめ、光の速度で宇宙を横切る重力波として知られる時空で小さな変動を生成します。地球上の5つの重力波天文台は、原子の核の10,000倍の波を狩ります。それらには、レーザー干渉計の重力波天文台（LIGO）の2つの米国を拠点とする検出器と、イタリアの乙女座探知機、日本のカグラ、ドイツのGEO600が含まれます。 GW250114という名前の最近の衝突は、2015年にこれまでに観察された最初の重力波を作成したものとほぼ同じでした。 今回、アップグレードされたLigo検出器は、2015年に3倍の感度を持っていたため、前例のない詳細で衝突から発せられる波をキャプチャすることができました。これにより、研究者は、イベントホライズンの領域が合併後に実際に大きいことを計算することにより、ホーキングの定理を検証することができました。 ブラックホールが衝突すると、彼らはベルの鳴り響きのような倍音で重力波を生成します、とLVKチームのメンバーである英国のポーツマス大学でローラ・ナッタルは言います。以前は、これらの倍音はあまりにも速すぎて、衝突の前後にイベントの視野の領域を計算するのに十分な明確さで観察されていませんでした。これは、ホーキングの理論をテストするために必要でした。最初に検出された衝突に関する2021年の研究では、95％の信頼レベルで理論をバックアップしましたが、新しい研究はその信頼を魅力的な99.999％に引き上げます。 科学者が重力波を観察している10年で、彼らは約300のブラックホールの衝突を記録しました。しかし、GW250114ほど強く、明らかに捉えられたものはありません。これは、これまでに検出された他の重力波の2倍の大音量でした。 「私たちのデータで本当に、本当に、本当に、本当に大声で声を出しているものは、彼らが非常に騒々しく、不確実性がとても小さいという理由だけで、私たちが実際に何が起こっているのかの基本的な物理学に突き刺すことができるものです。 「私たちは、自然が私たちにそれらの美しいものを与え続けるのを待っています。」 GW250114の波が地球に到達したときにLigoのみが動作していましたが、LVKコラボレーションによって監視されている他の検出器ではありませんでした。これはホーキングの理論のテストに影響を与えませんでしたが、研究者が空の波の起源をより明確に特定することができなかったことを意味しました。 将来オンラインになる予定のリゴやその他の計画された天文台のアップグレードは、さらに大きな感度をもたらし、ブラックホールの物理学をより深く掘り下げることができると、ポーツマス大学およびLVKチームの一部でも、イアン・ハリーは言います。 「私たちはそれらすべてを手に入れることはできませんが、このようなイベントを再び取得します」とハリーは言います。 「たぶん、次のアップグレードのセットで、たぶん2028年に、私たちはこのようなものを見て、多分それは私たちが本当に穴を開けることができる感受性にあるかもしれません。」 この調査結果は、物理学者が一般的な相対性と量子物理学を統合したいと望んでいる量子重力に関する新しい研究への道を開いています。 Nuttall氏によると、最新の結果は一般的な相対性と量子力学が引き続きうまく機能し続けていることを示していますが、将来的には矛盾が予想されています。 「ある時点で、物事がうまく再生されなくなることを確認することができます。これは、機器の感度が増加するにつれて、データに非常に騒々しいように見える非常に密接な信号を取得するときになります」とNuttall氏は言います。 また、LVKの最新データにより、科学者は1960年代の数学者ロイカーの方程式を確認することができました。これにより、ブラックホールは2つのメトリックとその質量とスピンによって特徴付けられると予測しました。本質的に、同じ質量とスピンを持つ2つのブラックホールは数学的に同一です。 GW250114の観察のおかげで、私たちはそれが真実であることを知っています。 物理的なレビューレター doi：10.1103/kw5g-d732 宇宙の謎：イギリスのチェシャー 科学の最も明るい心のいくつかと一緒に週末を過ごします。象徴的なLovell望遠鏡を見るための遠足を含むエキサイティングなプログラムで宇宙の謎を探ります。 トピック： #重力波は最終的にスティーブンホーキングのブラックホールの定理を証明します