Novorođena crna rupa stvara zvuk koji prenose gravitacijski valovi, sposoban predvidjeti njegovu masu i rotaciju. Danas ga je istraživačka skupina s MIT-a uspjela u potpunosti "preslušati", izvukavši model koji je omogućio izračunavanje svojstava kozmičkog objekta.
Kada se crna rupa rodi iz sudara drugih ogromnih crnih rupa, ona „odzvanja“, stvarajući gravitacijske valove baš kao što udarljeno zvono odjekuje zvučnim valovima. To je ono što je sadržano u Einsteinovoj teoriji opće relativnosti , koja je također predvidjela kako bi ton i propadanje tih valova trebali predstavljati izravan potpis mase i rotacije novorođenčeta.
Sada znamo da je veliki njemački fizičar opet bio u pravu: model ovog zvuka koji je razvio MIT predviđa zapravo masu i rotaciju crne rupe. Ako "slušanje" nije prava glazba, to je u ušima znanstvenika koji su prvi put uspjeli pružiti zajednici još jedan eksperimentalni dokaz teorije opće relativnosti, označavajući još jednu točku na putu do znanje o podrijetlu svemira .
Ali ima i više: otkriće također pruža dokaz o teoremu "bez dlake" o crnim rupama , doslovno "bez dlake" (pripisuje se američkom fizičaru Johnu Archibaldu Wheeleru), prema kojem ovi izvanredni i još uvijek tajanstveni objekti kozmike imaju samo tri dostupne karakteristike: masu, spin (ili rotaciju) i električni naboj, jer ostale horizont događaja "proguta".
U gravitacijski valovi , oni infinitezimalni valovi u prostor-vremenu od kozmičkih pojava daleko i nasilan, što eksperimentalno promatrana po prvi put 14. rujna 2021 od strane laser interferometar Gravitacijsko-Wave Observatory (Ligo), identificiranjem „cvrkut”, kao povezani zvuk i pokazivanje da je to potaknuto brzim sudarom dviju golemih crnih rupa.
Vrhunac signala, koji je najglasniji dio cvrkuta, bio je izravno povezan sa samim trenutkom kada su se crne rupe sudarile, stapajući se u jednu novu crnu rupu. Međutim, dok je ova crna rupa emitirala svoje gravitacijske valove, njezin prepoznatljivi prsten, pretpostavljali su fizičari, bio bi previše slab za dešifriranje usred galame početnog sudara. Kao rezultat toga, neki su tragovi identificirani tek neko vrijeme nakon vrhunca, ali signal je bio preslab da bi se detaljno proučavao.
Sad kad se čini da su se sve promijenile, jer je novo istraživanje MIT-a uspjelo otkriti samo vrhunac, pokazujući da je moguće uspješno izolirati određeni uzorak prstena za novorođenu crnu rupu i posebno identificirati i izmjeriti dva različita tona.
"Otkrivamo ukupni signal gravitacijskog vala sastavljen od nekoliko frekvencija koje su prigušene pri različitim brzinama, poput različitih tonova koji tvore zvuk - objašnjava Maximiliano Isi , prvi autor djela - Svaka frekvencija ili ton odgovara frekvenciji vibracija nove rupe crno.
U ovom su trenutku istraživači koristili jednadžbe opće relativnosti za izračunavanje mase i rotacije novonastale crne rupe pomoću novootkrivenih podataka o tonu i raspadu, a rezultate su uspoređivali s prethodnim izračunima s drugim metodologijama, pokazujući njezinu dosljednost.
Izgledi su ogromni , jer bi se tehnika mogla koristiti i na objektima koji nisu crne rupe.
"U budućnosti ćemo imati bolje detektore na Zemlji i u svemiru i moći ćemo vidjeti ne samo dva, već desetke modaliteta i precizno definirati njihova svojstva - tvrdi Isi - Ako to nisu crne rupe kao što Einstein predviđa, ali egzotičniji predmeti poput crvotočina ili bozonskih zvijezda možda neće zvučati isto i imat ćemo priliku da ih vidimo ”.
Djelo su djelomično financirale NASA, Sherman Fairchild Foundation, Simons Foundation i National Science Foundation, a objavljeno je u Physical Review Letters .
Roberta De Carolis
Naslovnica: MIT News
