Международная группа учёных представила результаты инновационного исследования, в котором проверили существование зеркальной асимметрии во Вселенной путём изучения поляризации гравитационных волн, возникающих при слиянии чёрных дыр. Наблюдения проводились с помощью детекторов Advanced LIGO и Virgo.
По Космологическому принципу, составляющему основу современной космологии, Вселенная на больших масштабах однородна и изотропна. Это значит, что наблюдатели в разных точках Вселенной должны видеть похожие структуры независимо от своего положения. Вследствие этого во Вселенной не должно быть предпочтения вращению по часовой стрелке или против неё, называемому «зеркальной симметрией».
Во время исследования авторы измерили поляризацию волн от 47 слившихся чёрных дыр. В среднем по всем источникам поляризация близка к нулю, что соответствует космологическому принципу. Была найдена одна система – GW200129 – которая нарушает зеркальную симметрию. Исследование указывает на то, что не менее 82% изученных слившихся чёрных дыр должны нарушать симметрию, хотя эти случаи нельзя индивидуально идентифицировать.
Доктор Адриан дель Рио, соавтор исследования из Университета Карлоса III в Мадриде, подчеркивает важность результатов для квантовой гравитации: «В предыдущем исследовании мы показали, что асимметричные слияния могут вызывать излучение поляризованных фотонов из квантового вакуума через процесс, подобный излучению Хокинга. Наше исследование идентифицировало первый работоспособный источник такого эффекта – систему GW200129».
Дополнительное исследование, опубликованное на arXiv, установило связь между наблюдаемой асимметрией и гравитационной отдачей. Аспирант Китайского университета Гонконга Самсон Леонг поясняет: «Слияния чёрных дыр излучают гравитационные волны неравномерно. Как при выстреле из ружья, это приводит к тому, что конечная чёрная дыра получает отдачу и вращается, то правосторонне, то левосторонне относительно направления движения».