Физичари су открили највећи икада спајање колајућих црних рупа. Откриће има велике импликације на разумевање истраживача о томе како таква тела расту у свемиру.
„Супер је узбудљиво“, каже Прииамвада Натарајан, теоријска астрофизичар на Универзитету Иале у Новом Хавену, Цоннецтицут, која није била укључена у истраживање. Спајање је било између црних рупа маса превелике да би физичари лако објаснили. „Виђамо ове забрањене црне рупе високе масе“, каже она.
Откриће је направио опсерваторија гравитационог таласа гравитационе интерферометра (лиго), објект који укључује два детектора у Сједињене Државе. Долази у време када америчка финансијска средства за откривање гравитационог таласа суочена је са разарајућим смањењем. Резултати, објављени као презрић на Аркив серверу1представљени су на састанку Гравитационе таласа Гр-Амалди у Гласгову, Велика Британија, 14. јула.
О подржавању научног новинарства
Ако уживате у овом чланку, размислите о подршци нашем награђиваном новинарству Претплата. Куповином претплате помажете да се осигура будућност утицајних прича о открићима и идејама које данас у облику света у облику света.
Забрањена маса
Лиго открива гравитационе таласе пуцањем ласера доле, у облику слова Л-а. Минускуле промене дужине руку откривају пролазак гравитационих таласа кроз планету. Таласи су таласи у свемирском времену, узроковани масивним телима убрзавајуће се, као што су два инспирација црних рупа или неутронских звезда.
Стотине ових спајања примећено је коришћењем гравитационих таласа од првог детекције Лиго-а у 2015. али ово најновије откривање, направљено у новембру 2023. године, већ је највећи. Моделирањем сигнала који је открио Лиго, научници су израчунали да је догађај, назван ГВ231123, узроковано двем црним рупама са масом од око 100 и 140 пута од сунца који се сунце спаја да формира коначну црну рупу која се одвија у око 225 соларних маса.
„То је најмасовнији (спајање) до сада“, каже Марк Ханнам, физичар на Цардифф Универзитету, Великој Британији и део ЦАРДК сарадње, шире мреже детектора гравитационог таласа који обухватају лиго, девица у Италији и Кагра у Јапану. То је „око 50% више од претходног држача записа“, каже он.
Већина догађаја који је заробио Лиго, укључује звјездане масовне црне рупе – оне у распону од неколико до 100 пута маса Сунца – за које се сматра да се формирају када масивне звезде окончају свој живот као супернове. Међутим, две црне рупе које су укључене у ГВ231123 падају у предвиђеном распону, од 60-130 соларних маса, на којој се овај процес не очекује да ће радити, са теоријама, уместо тога предвиђају да звезде треба раздвојити. „Дакле, вероватно нису формирали овај нормалан механизам“, каже Ханнам.
Уместо тога, две црне рупе вероватно су формиране из ранијих догађаја спајања – хијерархијски спајања масивних тела која су довела до догађаја коју је открио на лигу, који се процењује да се десило 0,7 до 4,1 милијарди парсека у даљем тексту (2.3-13.4 милијарде парсека).
Као „Четверо баба и дједова који се у два родитеља спајају у једну бебу црну рупу“, каже Алан Веинстеин, физичар у Калифорнијском институту за технологију у Пасадени, а такође и део сарадње ЛВК-а.
Модели црних рупа такође сугеришу да се предиве изузетно брзо – око 40 пута у секунди, што је близу границе онога што је Ајнштајнова општа теорија релативности предвиђа да ће црне рупе моћи да досегну док је остала стабилна. „Они се врте врло близу максималног средства за окретање“, каже Веинстеин.
И окретање и маса могли би пружити трагове како црно рупе расту у свемиру. Једно од највећих питања у астрономији је како највеће црне рупе, супермасивне црне рупе пронађене у центрима галаксија, попут Млечног пута, расла је у раном космосу.
Иако постоји доста доказа за постојање звјезданих масовних црних рупа и супермасивних црних рупа – оне више од милион соларних маса – средње масовне рупе у распону од 100 до 100.000 соларних маса било је теже пронаћи. „Не видимо их“, каже Натарајан.
Последња откривање могла би нам рећи да „ове интермедијарне масене црне рупе од неколико стотина соларних маса играју улогу у еволуцији галаксија“, каже Ханнам, можда кроз хијерархијске спајања, што би могло повећати брзину окретања, као и масу, добијене црне рупе. „Мало по мало, градимо списак врста црних рупа које су тамо,“ каже он.
Пресече испред
Тај раст знања могао би да омета администрацију америчког председника Доналда Трумпа и њене предложене пресјеке на америчку националну научну фондацију, која води лиго. Према приједлогу, један од двије гравитационе опсерваторије у гравитационом таласу био би искључен.
У време ове откривања у новембру 2023. године, Дјевица и Кагра нису радили. Без два детектора научници не би били сигурни да су направили праву откривање две спајања црних рупа, каже Ханнам. „Јер смо имали два детектора, истовремено смо видели исти блип“, каже он.
Затварање једне од опсерватора би било „катастрофално“, каже Натарајан. „Ово откриће не би било могуће ако је једна рука искључена.“
Планиране надоградње Лигу у наредним годинама, а додавање нових детектора широм света, укључујући и једну у Индији, може увелике повећати могућности физичара у истраживању гравитационог таласа, подручје астрономије која је још увек у њеној повојима.
„Видећемо хиљаде црних рупа у наредних неколико година“, каже Ханнам. „Постоје ова огромна улагања која је урађена и тек је тек почела да се исплати.“
Овај чланак се репродукује уз дозволу и био је прво објављено 15. јула 2025.
