Спектр масс черных дыр объяснили расширением Вселенной
Физики предложили способ согласовать наблюдаемый спектр масс черных дыр с его формой, предсказанной теоретиками. Их гипотеза заключается в том, что масса черных дыр растет в процессе расширения Вселенной. Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
С момента первой регистрации слияния двух черных дыр в 2016 году, научные коллективы LIGO и Virgo сообщили о примерно 50 событиях такого типа. Физики наблюдали их методами гравитационной астрономии — регистрировали на Земле гравитационные волны, которые черные дыры излучают при слиянии. Спектр и интенсивность гравитационного излучения совпадают с предсказаниями общей теории относительности, если сливающиеся объекты — это две керровские черные дыры (то есть имеют ненулевой момент вращения).
Проблема, однако, возникает со спектром масс этих черных дыр, который противоречит представлениям астрофизиков о механизмах их образования. Согласно этим представлениям, двойные системы черных дыр, которые могут затем слиться в одну, образуются в результате коллапса обоих компаньонов в двойной звездной системе, но так могут образоваться черные дыры не любых масс. Если масса звезды лежит в интервале от 50 до 130 масс Солнца, то конечным этапом ее эволюции обязательно будет взрыв сверхновой, так что в сливающихся парах черных дыр ни один из компаньонов не должен иметь массу в этом промежутке. Результаты наблюдений, однако, противоречат этому выводу: LIGO и Virgo зарегистрировали около десяти черных дыр, чьи массы лежали внутри запрещенного интервала.