A 3000 évvel ezelőtt ütköző, a vártnál hatalmasabb fekete lyukak gravitációs hullámokat küldtek, amelyek áthaladtak a Földön.
Nagyon régen egy csillaghalmazban, nagyon messze ... kettőben hatalmas fekete lyukak ütköztek és eggyé váltak, felszabadítva az energiát, amely létrehozta maga a téridő szövetét.
És jelenleg a földi eszközöknek sikerült felderíteniük ennek hullámait távoli kozmikus kataklizma mi a harmadik megerősített közvetlen gravitációs hullám detektálás. A kombinált detektálások, amelyekről a gravitációs hullámérzékelő obszervatórium számolt be LIGO (Lézer Interferométer Gravitációs Hullámú Obszervatórium), nyisson meg egy új ablakot a kozmosz felé.
A hullámok alapvető információkat hordoznak távoli forrásaikról és eredményeiről kihívásokat jelentenek előre megalapozott elképzelések sorozatára a fekete lyukak növekedéséről, azokról a helyekről, ahol vannak, és hogyan kerülnek ilyen erőszakos és halálos táncokba.
«Az univerzum még mindig rejtélyeket tartalmaz», Mondja az asztrofizikus Daryl Haggard a McGill Egyetemről. "Azt hittük, hogy tudjuk, hogyan keletkeztek a fekete lyukak, és most ellenőrizzük, hogy van-e még sok helyünk felfedezésre".
A fekete lyukak tánca
A hullámok a Föld töredékének megfelelő értékkel zsugorodtak és kibővítették a Földet proton szélessége, az atom egy részét alkotó részecskék egyike. Ezt nyilvánvalóan lehetetlen észlelni az emberek számára, de a LIGO detektorok annyira érzékenyek, hogy nem is legkisebb zavarok megúszhatja lézereiket.
A jel körültekintő elemzése után a LIGO csapata megállapította, hogy két fekete lyuk katasztrofális ütközésének nyoma volt, az egyik tömege majdnem egyenértékű 30 talp másik pedig tömegével 19 talp.
Ezek a fekete lyukak egymás körül forogtak eonokig, apránként közeledik abban, ami halandó kozmikus spirálgá válik. Ahogy közeledtek, energiát sugároztak gravitációs hullámok formájában. És amikor végül összeütköztek és összeolvadtak, még több energiát szabadítottak fel, ugyanúgy.
A kozmikus düh ilyen spiráljából eredő egyetlen fekete lyuk ívelt, feneketlen téridő-tömeget alkot, amely egyenértékű 50 talp, amint arról a LIGO csapata beszámolt a Physical Review Letters folyóiratban.
A vártnál hatalmasabb
Az összesített eredmények elárulják a tudósok előtt, hogy sok minden, amit szerintük tudtak a csillag fekete lyukairól, nem teljesen pontos.
A csillag fekete lyukai fekete lyukak, amelyeket a csillagok robbanása és halála hoz létre tömegesebb, mint a Nap. Naivan azt gondolhatja, hogy minél nagyobb a csillag, annál nagyobb a fekete lyuk. De az asztrofizika nem feltétlenül működik így.
Ehelyett annál nagyobb a csillag, viharosabb lesz, és erős csillagszelei anyagcseppeket küldenek az űrbe a csillag élete során. Amikor a csillag meghal, már elvesztette tömegének nagy részét, így végül a viszonylag kicsi fekete lyuk.
"Felfedezéseink előtt még azt sem tudtuk biztosan, hogy léteznek-e ezek a fekete lyukak" - mondja Laura Cadonati, a Georgia Georgia Institute of Technology munkatársa, aki a LIGO csapatának tagja. Az asztrofizikusoknak most agyukat kell magyarázniuk hogyan alakultak ezek a különös testek.
Az ilyen csillagok gyakoriak voltak gömbhalmazokban, vagy rendkívül régi csillagok sűrű halmazaiban, amelyek a galaxisok körül keringenek, beleértve a sajátjainkat is.
Versenyző származási elméletek
A LIGO újabb bizonyítékai alátámasztják azt az elképzelést, hogy a gömbös klaszterek szerepet játszanak a hatalmas fekete lyuk duók ságájában.
A gravitációs hullámjelekből a LIGO csapata a fekete lyukak különféle jellemzőire következtethetett az egyesülésük előtt, többek között az irányt, amelyre megfordultak és forgástengelyeik tájolása. Ezen információk alapján a Cadonati kijelenti, hogy úgy tűnik, hogy az ütközés egy gömbhalmazon belül történt volna meg.
A bináris fekete lyukak eredetéről szóló egyik elmélet azt sugallja, hogy egy pár hatalmas testvérsztárok egymás körül keringenek. Amikor ezek a csillagok meghalnak, "holttesteik" folytatódnának abban a fonótáncban, ami gyakran egy fekete lyukat eredményezne fordulatok és hasonló irányok.
A LIGO legfrissebb adatai azonban azt sugallják, hogy az ősi fekete lyukaknak nem lett volna teljesen igazodó pörgése. Lehetséges, hogy ezek a fekete lyukak kialakultak külön-külön egy gömbös fürtön belül. Ezután a klaszter közepe felé sodródtak volna, ahol végül egy forgó spirálba kerültek.
Ezen a ponton az úti cél egy termék a dinamika és a káosz a klaszter magjában, és nem egy életen át egymás mellett. Úgy tűnik, hogy ez a magyarázat megfelel a jelenlegi adatoknak, de Sigurdsson szerint nincs ok azt mondani, hogy csak egy forgatókönyv igaz.
A LIGO adatai már számos elképzelést támadnak a csillagok evolúciójáról és a csillagfürtökről, sőt Haggard szerint a sötét anyagként ismert titokzatos anyag néhány elképzelését is. Azonban az elmélet Einstein általános relativitáselmélete érvényes- A LIGO adatai összhangban vannak előrejelzéseivel.
"A [fekete lyukak] keletkezését szabályozó asztrofizikai magyarázatok abszolút rendetlenségek" - magyarázza Haggard. "De a fizika teljesen rendezett".