Вселенная — это бескрайнее пространство, охватывающее всё существующее: от мельчайших частиц до огромных галактик и звёздных систем. Её возраст оценивается примерно в 13,8 миллиарда лет, начиная с момента Большого взрыва. На протяжении всего этого времени Вселенная расширялась и эволюционировала, формируя сложные структуры, такие как звёзды, планеты и туманности.
"). Когда две сверхмассивные области искривленного пространства-[времени](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
") постепенно сближаются, они начинают вращаться друг вокруг друга, теряя энергию в виде гравитационных волн. В конечном итоге происходит их слияние, сопровождающееся колоссальным выбросом [энергии](https://hanga.su/glossary/energy "Энергия — одно из ключевых понятий физики и фундаментальная характеристика материи. Она выражает способность системы совершать работу, создавать движение или вызывать изменения в окружающем мире. Энергия существует в различных формах — механической, тепловой, электрической, химической, ядерной и других — и может переходить из одной формы в другую, но никогда не исчезает, что отражает закон сохранения энергии.
") и образованием новой, более массивной черной дыры. Подобные события настолько масштабны, что возникающие гравитационные волны способны преодолевать миллиарды световых лет и достигать Земли. Именно благодаря регистрации этих едва заметных колебаний пространства-времени ученые сегодня получают возможность изучать процессы, происходящие в самых экстремальных уголках Вселенной. Однако интерпретация таких сигналов остается чрезвычайно сложной задачей. Чтобы определить массу, скорость вращения и другие параметры образовавшейся черной дыры, физики обычно используют сложнейшие вычисления, основанные на общей [теории](https://hanga.su/glossary/theory "Теория – это фундаментальная часть науки, которая объясняет наблюдаемые явления и помогает предсказывать будущие события. Она создаётся на основе тщательных исследований, экспериментов и анализа данных. Теория – это больше, чем просто идея; она должна быть проверяема, объяснять существующие факты и быть способной к развитию.
") относительности Альберта Эйнштейна. Эти модели требуют работы суперкомпьютеров и многодневных расчетов. Теперь исследователи предложили неожиданную альтернативу. Согласно новой работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, [поведение](https://hanga.su/glossary/behavior "Поведение – это способ, с помощью которого живые организмы адаптируются к окружающей среде, взаимодействуют друг с другом и реагируют на внешние стимулы. От элементарных движений клеток до сложных социальных структур у животных – каждый аспект поведения раскрывает удивительные механизмы выживания и адаптации.
") сталкивающихся черных дыр может подчиняться гораздо более универсальному физическому принципу — максимизации [энтропии](https://hanga.su/glossary/entropy "Энтропия — это фундаментальная физическая величина, характеризующая степень неупорядоченности системы и направление протекания процессов. Впервые она была введена в термодинамике для описания необратимости тепловых явлений и стала ключевым понятием второго закона термодинамики.
"). Если гипотеза подтвердится, прогнозировать свойства конечной черной дыры станет значительно проще, а сама идея может изменить представления о фундаментальных законах природы. Чтобы понять значение открытия, необходимо вспомнить, что такое [энтропия](https://hanga.su/glossary/entropy "Энтропия — это фундаментальная физическая величина, характеризующая степень неупорядоченности системы и направление протекания процессов. Впервые она была введена в термодинамике для описания необратимости тепловых явлений и стала ключевым понятием второго закона термодинамики.
"). В классической термодинамике энтропия описывает степень беспорядка системы или, более строго, количество возможных микроскопических состояний, соответствующих одному и тому же макроскопическому состоянию. Именно энтропия объясняет, почему многие процессы в [природе](https://hanga.su/glossary/nature "Природа — это удивительная совокупность экосистем, живых организмов и природных явлений, которые формируют наш мир. Каждый элемент природы, от мельчайших микробов до величественных гор и океанов, играет важную роль в поддержании жизни на планете.
") происходят только в одном направлении. Например, горячий чай неизбежно остывает, дым рассеивается в воздухе, а аккуратно сложенные вещи легче привести в беспорядок, чем хаотично разбросанные предметы самостоятельно сложатся в идеальном порядке. Подобные процессы отражают естественное стремление физических систем переходить в состояния с большей энтропией. До второй половины XX века считалось, что подобные идеи практически не имеют отношения к черным дырам. Они воспринимались как особые объекты, полностью описываемые уравнениями общей [теории относительности](https://hanga.su/glossary/theory-of-relativity "Специальная теория относительности (1905) описывает законы физики для объектов, движущихся с постоянной скоростью, особенно близкой к скорости света. Её ключевым положением стало утверждение, что скорость света постоянна во всех системах отсчёта. Из этого следуют удивительные эффекты: замедление времени, сокращение длин и эквивалентность массы и энергии, выраженная знаменитой формулой E=mc².
"). Ситуация изменилась после работ выдающихся физиков, включая Стивена Хокинга и Джейкоба Бекенштейна, которые показали, что черные дыры также обладают температурой и энтропией. Более того, площадь горизонта событий напрямую связана с величиной их энтропии, а сами черные дыры способны медленно испаряться благодаря квантовым эффектам, известным как излучение Хокинга. Эти открытия объединили сразу несколько фундаментальных разделов физики — гравитацию, [квантовую](https://hanga.su/glossary/quantum "Квантовая физика — это фундаментальная область науки, исследующая поведение частиц на мельчайших уровнях, где классическая механика перестает работать. Принципы квантовой суперпозиции, запутанности и туннельного эффекта лежат в основе множества современных технологий, включая квантовые компьютеры, сенсоры и криптографию. Квантовые системы способны обрабатывать информацию на порядки быстрее традиционных компьютеров, а квантовая связь предлагает абсолютную защиту данных.
") механику и термодинамику. Новая работа делает следующий шаг в этом направлении. Исследовательская группа предположила, что процесс слияния двух черных дыр также может подчиняться принципу максимальной энтропии. Иначе говоря, после завершения столкновения система естественным образом переходит в наиболее вероятное и наиболее «выгодное» с точки зрения энтропии состояние. Во [время](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
") слияния значительная часть энергии и углового момента уносится гравитационными волнами. После этого образовавшаяся черная дыра некоторое время остается нестабильной и испытывает своеобразные колебания, которые физики сравнивают со звоном колокола. Постепенно эти колебания затухают, а объект приходит в устойчивое состояние, которое полностью характеризуется всего двумя основными параметрами — массой и скоростью вращения. Именно эти параметры исследователи попытались определить не с помощью полного численного моделирования общей теории относительности, а используя исключительно термодинамические принципы. Для этого ученые рассмотрели множество возможных вариантов конечного состояния черной дыры при различных значениях массы и углового момента. Затем они вычислили, при каких параметрах энтропия системы достигает максимума. Результат оказался весьма неожиданным. Максимум энтропии практически совпал с теми значениями массы и вращения, которые ранее были получены при помощи чрезвычайно сложных компьютерных расчетов общей теории относительности. Расхождение составило всего несколько процентов. Фактически это означает, что поведение столь сложной гравитационной системы может определяться удивительно простым физическим принципом. Подобная идея напоминает привычные процессы в обычной термодинамике. Например, если смешать два объема горячего газа, физикам не требуется рассчитывать движение каждой отдельной молекулы, чтобы определить конечную температуру смеси. Достаточно воспользоваться фундаментальными законами сохранения энергии и принципом максимальной энтропии. Исследователи предполагают, что аналогичный подход может работать и для черных дыр. Если эта гипотеза окажется универсальной, она позволит существенно сократить объем вычислений при анализе сигналов, регистрируемых современными гравитационно-волновыми обсерваториями. Сегодня такие установки, как LIGO, Virgo и KAGRA, регулярно фиксируют новые события слияния черных дыр. По мере строительства обсерваторий следующего поколения количество обнаружений возрастет в десятки и сотни раз. Поэтому любые методы, позволяющие быстрее интерпретировать поступающие данные, приобретают особую ценность. Не менее интересны фундаментальные выводы работы. Согласно современной теории, после завершения слияния черная дыра практически полностью теряет [информацию](https://hanga.su/glossary/information "Информация – основа познания, связующая науку, технологии и общество. Она представлена в виде данных, сигналов, знаний и сообщений, передающихся от источника к получателю с помощью различных носителей. В природе информация кодируется ДНК, в технологиях – цифровыми системами, а в культуре – языками и символами.
") о деталях столкновения. Это свойство известно как принцип «безволосости» черных дыр. В устойчивом состоянии объект «помнит» только свою массу, электрический заряд и момент вращения. Новое исследование показывает, что именно термодинамические законы могут определять, каким окажется это окончательное состояние. Иначе говоря, сложнейшие процессы взаимодействия гигантских гравитационных объектов, возможно, подчиняются тем же универсальным принципам, которые управляют поведением обычных газов, жидкостей и других физических систем. Подобная связь между гравитацией и термодинамикой остается одной из самых интригующих тем современной фундаментальной физики. Многие исследователи считают, что именно здесь может скрываться путь к созданию единой теории, объединяющей общую теорию относительности с [квантовой](https://hanga.su/glossary/quant "Слово «квантовый» происходит от латинского слова *quantum*, означающего «сколько» или «определённая порция». В научном контексте термин «квантовый» используется для описания явлений, происходящих на уровне атомов и элементарных частиц, где классическая физика перестаёт быть применимой. Квантовый мир подчиняется законам квантовой механики — фундаментальной теории, объясняющей поведение материи и энергии в малых масштабах.
") механикой — одной из главных нерешенных задач современной науки. Авторы работы подчеркивают, что предложенная ими гипотеза пока требует дальнейшей проверки на значительно большем числе моделей столкновений. Необходимо убедиться, что принцип максимальной энтропии сохраняется при различных массах, скоростях вращения и других характеристиках сталкивающихся черных дыр. Если дальнейшие исследования подтвердят результаты, ученые получат не только более простой инструмент [анализа](https://hanga.su/glossary/analysis "Анализ — это один из фундаментальных инструментов науки, используемый для структурного изучения сложных систем, данных и процессов. В основе анализа лежит разложение явлений или данных на составляющие части, что позволяет лучше понять их структуру, закономерности и взаимосвязи.
") гравитационных волн, но и новое свидетельство того, что во Вселенной существуют единые фундаментальные принципы, связывающие между собой явления самых разных масштабов — от хаотического движения [молекул](https://hanga.su/glossary/molecule "Молекула — это мельчайшая частица вещества, которая сохраняет его химические свойства. Она состоит из атомов, соединенных химическими связями, образуя уникальные структуры, определяющие свойства и поведение вещества.
") в газе до грандиозных столкновений черных дыр, происходящих на расстоянии миллиардов световых лет. Это открытие еще раз демонстрирует, что даже самые загадочные объекты космоса могут подчиняться удивительно простым законам природы. Чем глубже физики изучают экстремальные явления Вселенной, тем отчетливее становится видно, что фундаментальные принципы, управляющие повседневным миром, могут работать и в самых невероятных условиях, где [пространство](https://hanga.su/glossary/extent "Пространство — одно из базовых понятий в математике, физике и философии, обозначающее упорядоченное множество элементов (точек, событий, состояний), для которого определены некоторые структуры или отношения.
"), время и гравитация достигают своих предельных значений. **Ссылка:** «Гипотеза о максимальной энтропии для слияний черных дыр» [ DOI: 10.1103/hvp6-ydbq.](https://dx.doi.org/10.1103/hvp6-ydbq "DOI: 10.1103/hvp6-ydbq") - [ Исследования ](https://hanga.su/research) - [ Космос ](https://hanga.su/space) - [ Физика ](https://hanga.su/physics) - [ Квантовые технологии ](https://hanga.su/quantum-technologies) - [ Астрофизика ](https://hanga.su/astrophysics) - Понравилось: 26 - Похожие материалы: [Гравитационные волны могут раскрыть тайну темной материи вокруг черных дыр](https://hanga.su/1813,2026) | [Древние струи черных дыр: NASA обнаружило рекордные выбросы возрастом 11 млрд лет](https://hanga.su/865,2025) | [Замороженная гравитация: физики предложили новую теорию эволюции пространства-времени и поведения черных дыр](https://hanga.su/1712,2026) | [Как рой черных дыр раскрывает тайны звездных скоплений и эволюции Млечного Пути](https://hanga.su/510,2025) | [НАСА раскрывает тайны скрытых сверхмассивных черных дыр: новые данные о невидимых космических гигантах](https://hanga.su/626,2025) | [Нелинейный звон черных дыр: как новая теория раскрывает скрытую архитектуру гравитационных волн](https://hanga.su/919,2025) Загрузка следующей статьи...