За научнике који прате слабе таласе који путују кроз космос, истиче се ГВ250114. То је најјаснији сигнал гравитационог таласа икада забележен из пара црних рупа које се спајају, дајући истраживачима необично оштар алат за тестирање теорије гравитације Алберта Ајнштајна, названу општа релативност.
„Оно што је фантастично је да је догађај прилично идентичан првом који смо приметили пре 10 година, ГВ150914. Разлог зашто је толико јаснији је само зато што су наши детектори постали много тачнији у последњих 10 година“, рекао је физичар из Корнела Кеефе Митман, НАСА Хуббле на постдокторском центру за науку у Корету. уметности и наука.
Глобални напори за проучавање судара црних рупа
Митман је коаутор студије која испитује овај сигнал, под називом „Спектроскопија црне рупе и тестови опште релативности са ГВ250114“, која је објављена у Пхисицал Ревиев Леттерс 29. јануара. Рад је настао од стране ЛИГО Сциентифиц Цоллаборатион заједно са Вирго Цоллаборатион у Италији и КАГРА Цоллаборатион у Јапану. Корнеллови научници су играли главну улогу у пројекту ЛИГО-ВИРГО-КАГРА од његовог почетка раних 1990-их.
Гравитациони талас познат као ГВ250114 настао је када су се две црне рупе судариле, шаљући таласе кроз простор-време. Тај сигнал је 14. јануара 2025. стигао до америчке ласерске интерферометарске гравитационо-таласне опсерваторије (ЛИГО). Сваки гравитациони талас је назван по датуму када је детектован, а тим ЛИГО-ВИРГО-КАГРА је јавно објавио овај у септембру 2025. Према анализи Митмана и његовог генералног релативитета, управо је његов колега предиктирао сигнал. У исто време, истраживачи верују да неће свако спајање црних рупа тако пажљиво пратити Ајнштајнова правила, што би могло отворити нова врата у фундаменталној физици.
Како црне рупе откривају своје тајне
Када се две црне рупе споје, новоформирани објекат вибрира, слично удареном звону. Ове вибрације производе различите тонове дефинисане двама мерењима, објаснио је Митман: фреквенцијом осциловања и временом пригушења. Мерење једног тона омогућава научницима да израчунају масу и спин коначне црне рупе. Откривање два или више тонова омогућава извођење вишеструких, независних провера тих истих својстава, како је предвиђено општом релативношћу.
„Ако се та два мерења слажу једно са другим, ви ефективно потврђујете општу релативност“, рекао је Митман. „Али ако измерите два тона која се не поклапају са истом комбинацијом масе и спина, можете почети да испитујете колико сте одступили од предвиђања опште релативности.“
У случају ГВ250114, сигнал је био довољно јасан да научници измере два тона и поставе ограничења на трећи. Сви ови резултати су одговарали Ајнштајновој теорији.
Тражење пукотина у Ајнштајновој теорији
Шта ако се мерења нису слагала?
„Онда бисмо као физичари имали много посла да покушамо да објаснимо шта се дешава и шта би била права теорија гравитације у нашем универзуму“, рекао је Митман. Он и његови сарадници сматрају да је могуће да се будући сигнали гравитационих таласа неће у потпуности ускладити са општом релативношћу, нудећи трагове за дуготрајне мистерије.
Физичари већ сумњају да општа теорија релативности не може бити коначна реч о гравитацији. Као што је Митман приметио, теорија не објашњава феномене као што су тамна енергија и тамна материја, и не успева када научници покушају да је помире са законима који управљају квантним светом.
„Мора постојати неки начин да се реши овај парадокс како би наша теорија гравитације била у складу са нашом теоријом квантне механике“, рекао је Митман. „У том правцу, очекујемо да ће доћи до неког одступања од Ајнштајновог класичног предвиђања, где ћете можда видети потписе квантне гравитације који се утискују у ове сигнале гравитационих таласа.
„Надамо се да ћемо једног дана видети ова одступања и то ће нам помоћи да водимо кроз шта би могла бити права теорија квантне гравитације.“
