Физики нашли простой способ предсказать размеры черной дыры при слиянии

Физики из Пенсильванского университета разработали метод предсказания размеров черной дыры, образующейся при слиянии двух объектов, используя принципы термодинамики. Работа показывает, что итоговое состояние системы можно определить через максимизацию энтропии, что значительно упрощает расчеты по сравнению со стандартными уравнениями общей теории относительности (ОТО). Результаты согласуются с данными компьютерного моделирования с точностью до нескольких процентов, однако метод пока носит характер гипотезы.
В этом материале:

Суть термодинамического подхода

Проверка через симуляции

Границы вывода и ограничения

Суть термодинамического подхода

Когда две черные дыры сливаются, они испускают мощные гравитационные волны — колебания ткани пространства-времени. После этого события образуется одна крупная черная дыра (ремнант), характеристики которой определяются двумя параметрами: массой и спином (скоростью вращения). Обычно для расчета этих параметров требуются суперкомпьютеры, способные решать сложные уравнения Эйнштейна.
Авторы исследования предложили использовать "гипотезу максимальной энтропии". Термодинамика обычно описывает поведение систем с огромным количеством частиц (например, газов), где вместо отслеживания каждой молекулы анализируют общие свойства системы. Энтропия в данном контексте выступает как мера беспорядка: физические системы стремятся к состоянию с наибольшей энтропией, так как таких состояний больше всего.