Czy powierzchnia czarnej dziury może się zmniejszyć? Od dawna sądzono, że nie, a teraz pojawiły się dane, które ten pogląd wzmacniają. Analiza fuzji czarnych dziur GW230814 potwierdza tzw. twierdzenie o powierzchni z ufnością 99,5%, a wcześniejsze badanie zdarzenia GW150914 dawało 97%. To nadal mniej niż klasyczne 5σ, ale wynik jest wyraźny: w zlewających się układach całkowita powierzchnia horyzontu zdarzeń nie maleje.
U podstaw tej tezy leży obraz termodynamiczny czarnych dziur. Jeśli promieniowanie Hawkinga rzeczywiście istnieje, czarne dziury mają temperaturę i zachowują się jak układy termiczne. Wtedy standardowe prawa termodynamiki można przepisać na język grawitacji: „zerowe” prawo mówi o jednolitych własnościach horyzontu w stanie równowagi, pierwsze łączy temperaturę i entropię z powierzchnią horyzontu, drugie zabrania spadku entropii, a więc i powierzchni, a trzecie stwierdza, że nie da się „usunąć” horyzontu przez samo dodanie rotacji lub ładunku.
Ta perspektywa upraszcza opis złożonych zderzeń. Wiemy, że łączące się czarne dziury emitują w falach grawitacyjnych energię równą czasem wielu masom Słońca. Mimo to istnieje twarde ograniczenie: obszar horyzontu po połączeniu musi być co najmniej tak duży jak suma obszarów wyjściowych, co w praktyce zawęża dopuszczalną masę końcowego obiektu i ilość wypromieniowanej energii. Właśnie to sprawdzają analizy sygnałów: najpierw GW150914, teraz GW230814 — oba zgodne z regułą rosnącej powierzchni.
Choć promieniowanie Hawkinga nie zostało bezpośrednio wykazane, półklasyczne modele wspierają jego istnienie. Zaskakująca siła tej idei polega na tym, że łączy kuchenną intuicję z kosmiczną skalą: jeśli kubek herbaty stygnie według praw termodynamiki, to te same zasady opisują również dynamikę horyzontów zdarzeń. Jak podaje Brian Koberlein, najnowsze dane nie zamykają dyskusji (do 5σ jeszcze daleko), ale konsekwentnie wskazują, że powierzchnia czarnej dziury w zderzeniach nie maleje — dokładnie tak, jak przewiduje twierdzenie o powierzchni.
Ilustracja została przygotowana z użyciem AI na bazie oryginalnego zdjęcia w celu zachowania spójności wizualnej.
Pełna treść źródłowa: Universe Today
