Les échos gravitationnels peuvent être provoqués par la collision de deux trous noirs, et peut indiquer que ces objets ont des propriétés physiques complètement nouvelles. Cette conclusion a été faite par les physiciens de RUDN après une série de calculs mathématiques. Les scientifiques affirment que si l'existence du phénomène d'écho est confirmée, les astrophysiciens devraient reconsidérer leur vision des objets spatiaux compacts. Les résultats de l'étude ont été publiés dans Examen physique D .

Selon la théorie de la relativité générale (GR), tout objet massif déforme l'espace-temps. Un effet similaire est observé lorsqu'une bille de métal lourd est placée sur un tissu élastique tendu. Le plus lourd est le ballon, le plus profond est la dépression dans le tissu. De la même manière, plus la masse d'un objet est élevée, plus il déforme l'espace-temps. Les trous noirs sont parmi les objets les plus lourds de l'univers, et donc déformer le plus l'espace-temps. Quand deux trous noirs entrent en collision, les ondes gravitationnelles se sont propagées à partir du site de collision. Ils peuvent être comparés à des anneaux sur l'eau, ou des ondes sonores, mais il y a une caractéristique particulière importante. Les ondes gravitationnelles ne se propagent pas spatialement, elles sont elles-mêmes les oscillations de l'espace-temps.

Les ondes gravitationnelles de la collision de deux trous noirs se désintègrent avec le temps, mais à leur étape finale, ils peuvent provoquer ce que l'on appelle l'écho, c'est-à-dire la diffusion d'ondes supplémentaire. Il peut être comparé à un écho acoustique régulier. L'existence d'un tel écho gravitationnel n'a pas encore été confirmée, et il y a différentes opinions sur sa source possible. Un physicien RUDN, avec des collègues de la République tchèque et de la Russie, supposé que si l'existence de l'écho gravitationnel est confirmée expérimentalement, ce serait le début de la nouvelle physique s'ajoutant à GR.

Hypothétiquement, les trous noirs peuvent être influencés par des objets massifs adjacents, comme les noyaux galactiques, disques d'accrétion, ou des nuages ​​de matière. Précédemment, on croyait que les ondes gravitationnelles pouvaient se disperser sur ces objets et former un écho. Les auteurs de l'étude ont fourni une preuve mathématique que de tels objets provoquent un écho très faible ou nul.

D'après les calculs, pour qu'un conglomérat de matière fasse écho, sa masse doit être au moins comparable à la masse du trou noir lui-même. Cependant, il n'y a généralement pas d'objets aussi lourds autour des trous noirs. S'ils étaient trouvés, les ondes gravitationnelles de ces trous noirs auraient une apparence différente, même lors des premières étapes de collision.

La deuxième explication possible pourrait être des conditions aux limites spécifiques à la surface d'un trou noir. Pour les comprendre, les astrophysiciens devront reconsidérer leur point de vue sur les trous noirs, et cela ne peut pas être fait dans le cadre des RG existant.

"Nous avons démontré que si l'écho est enregistré après la dernière étape de collision, cela n'indiquerait pas l'existence d'un certain objet massif près d'un trou noir, mais un ensemble de nouvelles lois physiques décrivant les surfaces d'objets compacts, " dit Roman Konoplya, un co-auteur de l'ouvrage, et un associé de recherche de l'Institut de formation et de science de la gravitation et de la cosmologie à RUDN.