Даже если бы вы можете измерить местоположения трех черных дыр настолько точно, насколько это физически возможно, вы все равно можете не иметь представления о траектории их орбит. Сложный танец такого трио может быть невероятно хаотичным, показывали новые компьютерные симуляции.

NASA, CXC, A. Hobart, T. Tibbitts

Траектории трех черных дыр, вращающихся вокруг друг друга, могут быть рассчитаны на основе их положения и скорости в один и тот же момент времени. Но в некоторых случаях орбиты настолько зависят от положения черных дыр, что возникает квантовая неопределенность. Поэтому орбиты черных дыр невозможно просчитать, говорит астрофизик Тьярда Бекхолт.

Подобная чувствительность к начальным условиям известна как хаос, а новое исследование предполагает, что в случае с тремя черными дырами «квантовая механика фиксирует хаос вселенной на фундаментальном уровне», — говорит астрофизик Натан Ли из Университета де Консепсьон в Чили, который не принимал участия в исследовании.

В хаотических системах едва заметные изменения могут привести к совершенно разным результатам. Классический пример — бабочка, взмахивающая крыльями и влияющая на погоду так, что это приводит к появлению торнадо в другой части света, которого без бабочки бы не случилось. Этот хаос проявляется и в формировании орбит трех черных дыр, а также других систем, состоящих из трех или более объектов. Это затрудняет вычисление подобных орбит — проблема трех тел.

Чтобы проверить предсказуемость движения черных дыр, Бекхолт из Университета Коимбры в Португалии и его коллеги провели компьютерное моделирование, в которых орбиты сначала предсказывались, а затем предсказания проверялись «откатом» назад. Исследователи смоделировали орбиты до некой конечной точки в будущем, отстоящей от настоящего дня на десятки миллионов лет. Затем они «перематывали» симуляцию назад, чтобы увидеть, оказались ли черные дыры в исходных точках.

Конечно же, компьютерное моделирование имеет ограниченную степень точности. Исследователи обнаружили, что примерно в 5% случаев три черные дыры не возвращались в те же точки. Это означает, что даже если вы установили местоположение и орбиту черных дыр, вы не можете вычислить, откуда они взялись.

Полученный результат — сугубо теоретический и не может быть применен к настоящим черным дырам, говорит астрофизик Николас Стоун из Еврейского университета в Иерусалиме. Но это не умаляет важности исследования: «Это все еще довольно интересно с концептуальной точки зрения».

www.popmech.ru