Достаточно давно ученые-астрономы предполагали, что катаклизм, возникающий при столкновении двух черных дыр, сопровождается выбросом колоссальной энергии, которая порождает гравитационные волны. И лишь недавно эта теория получила первое практическое подтверждение. Согласно подсчетам, энергия столкновения равна энергии, выделяемой в пространство 10^23 звездами, эквивалентными по всем параметрам Солнцу. Только представьте - энергия 100,000,000,000,000,000,000,000 звезд! И самым главным в этом является то, что вся эта масса энергии выделяется в течение очень короткого промежутка времени, во время нескольких последних витков друг вокруг друга сталкивающихся черных дыр, которые в результате сливаются и образуют одну вращающуюся черную дыру больших размеров.
Таким образом, системы из двух черных дыр являются настоящими космическими бомбами замедленного действия. Таймер этой бомбы зависит от многих параметров, от величины и массы черных дыр, от скорости и размеров начальных орбит их движения. И когда этот таймер срабатывает, возникает мощнейший гравитационный взрыв, эхо которого разносится по Вселенной, сообщая об этом событии всем, кто способен "услышать" гравитационные волны.
Бинарные (двойные) системы черных дыр могут образовываться двумя различными путями. Первым путем является рождение двух сверхмассивных звезд в непосредственной близости друг от друга. Такие двойные звезды являются достаточно распространенными, на их долю приходится от одной третьей до половины от общего количества звезд во Вселенной. Известно, что столь массивные звезды являются и крайне короткоживущими, они быстро "прожигают" свою бурную жизнь, взрываются и умирают в "молодом" для звезд возрасте миллиона лет, оставляя за собой пару черных дыр.
Вторым путем образования пар черных дыр является встреча двух черных дыр, родившихся по отдельности в различных уголках космоса. Это происходит обычно вследствие процесса потери черной дырой своей изначальной потенциальной энергии, которая расходуется на ускорение близлежащих звезд за счет эффекта "гравитационной" рогатки, на притягивание материи из окружающего пространства и другие подобные процессы. В результате потери энергии черная дыра начинает смещаться к центру галактики или скопления галактик, где и происходит встреча с черной дырой, которая уже находится там.
Две связанные черные дыры являются более активным космическим объектом, нежели одна черная дыра. В большинстве случаев такие черные дыры имеют массу от 20 до 100 раз превышающие массу солнца. Тем не менее, они очень эффективно очищают от звезд окружающее пространство или поглощая их материю или "расшвыривая" их дальше в космос своими гравитационными возмущениями. За счет высокой активности двойные системы быстро эволюционируют, их черные дыры набирают массу, что приводит к изменениям скоростей и траекторий их движения.
Каждый шаг эволюции двойных систем черных дыр приводит к потере ими кинетической и потенциальной энергии, что заставляет черные дыры все больше и больше приближаться друг к другу. И в результате этот процесс становится все быстрей и быстрей, что ведет к неотвратимому столкновению. Процесс сближения может значительно ускориться, когда одна из черных дыр-компаньонов получает дополнительный гравитационный "пинок" от звезды или другого скопления материи, перемещающегося в пространстве неподалеку.
Вращение двух черных дыр, вне зависимости от причин образования пары, уже само по себе создает небольшие гравитационные волны. А миллиарды таких пар создают во Вселенной постоянный фон гравитационных волн, сигнал которых носит совершенно случайный характер. Однако, окончательное слияние двух черных дыр порождает такие гравитационные волны, которые на общем фоне сопоставимы с волнами цунами по отношению к обычным морским волнам.
В настоящее время только двойные системы черных дыр и порождаемые ими гравитационные волны представляют собой интерес для ученых. Они походят на своего рода космические "капсулы времени", гравитационные взрывы которых несут в себе массу полезной информации о прошлом, которая может быть расшифрована и которая может пролить свет на некоторые фундаментальные загадки Вселенной. И лишь недавно человечество получило в свое распоряжение инструмент, гравитационную обсерваторию LIGO, который позволяет регистрировать гравитационные волны и "вынимать" из них какую-то часть переносимой ими информации.
