Даже если бы вы можете определить местоположения трех черных дыр настолько точно, насколько это только возможно, вы все равно можете не иметь никакого представления о траектории их орбит. Сложный танец трех черных дыр может быть невероятно хаотичным, о чем свидетельствуют новые компьютерные симуляции.
Траектории трех черных дыр, вращающихся вокруг друг друга, могут быть рассчитаны на основе их местоположения и скорости в один и тот же момент времени. Но в некоторых случаях 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 описывает 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. Этот хаос проявляется и в формировании орбит трех черных дыр, а также других систем, состоящих из трех или более объектов, что затрудняет вычисление подобных орбит — известная проблема трех тел.
Чтобы проверить предсказуемость движения черных дыр, Бекхолт из Университета Коимбры в Португалии и его коллеги провели компьютерное моделирование, в котором орбиты сначала предсказывались, а затем предсказания проверялись «откатом» назад. Другими словами, 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.
Исследователи обнаружили, что примерно в 5% случаев три черные дыры не возвращались в те же точки. Это означает, что даже если вы установили местонахождение и скорость черных дыр, вы не можете вычислить, где они были ранее со 100-процентной точностью.
Полученный результат — сугубо теоретический и не может быть применен к настоящим черным дырам, говорит астрофизик Николас Стоун из Еврейского университета в Иерусалиме, что, впрочем, с его же слов не умаляет важности исследования: «Это все еще довольно интересно с концептуальной точки зрения».
