Naučnici su otkrili talase u prostor-vremenu nastale nasilnim sudarom dvije ogromne crne rupe koje su se sudarile daleko iza ivice naše galaksije, Mlečnog puta, prenosi Gardijan.
Crne rupe, od kojih je svaka bila više od 100 puta masivnija od Sunca, kružile su jedna oko druge veoma dugo prije nego što su se konačno spojile u još veću crnu rupu, udaljenu oko 10 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje.
Ovaj događaj predstavlja najmasivnije spajanje crnih rupa koje su ikada zabilježili detektori gravitacionih talasa i prisilio je fizičare da preispitaju modele o tome kako takvi gigantski objekti nastaju. Signal je zabilježen kada je stigao do izuzetno osjetljivih detektora na Zemlji, koji mogu registrovati podrhtavanja u prostor-vremenu manja i od širine protona.
„Ovo su najnasilniji događaji koje možemo posmatrati u svemiru, ali kada ti signali stignu do Zemlje, oni su najslabiji fenomeni koje možemo izmjeriti“, rekao je profesor Mark Hannam, direktor Instituta za istraživanje gravitacije na Univerzitetu u Cardiffu. „Kada ti talasi dopru do nas, oni su mikroskopski.“
Dokazi o sudaru stigli su 23. novembra 2023. godine, nešto prije 14 sati po britanskom vremenu, kada su se dva detektora u SAD-u – u Washingtonu i Louisiani, koji pripadaju Laboratoriji za lasersku interferometriju gravitacionih talasa (LIGO) – istovremeno oglasila.
Iznenadni poremećaj u prostor-vremenu uzrokovao je da se detektori rastegnu i sabiju na desetinu sekunde, hvatajući takozvanu „fazu prstena“ u kojoj se nova, spojena crna rupa „zatrese“ prije nego što se stabilizuje.
Analizom signala utvrđeno je da su crne rupe imale mase od 103 i 137 puta veću od mase Sunca i rotirale se oko 400.000 puta brže od Zemlje – gotovo do teorijske granice za takve objekte.
„Ovo su najmasivnije crne rupe koje smo dosad pouzdano izmjerili pomoću gravitacionih talasa“, rekao je Hannam, član naučne saradnje LIGO. „A one su čudne, jer se nalaze tačno u rasponu masa za koje, zbog raznih čudnih fizičkih pojava, ne očekujemo da crne rupe uopšte mogu nastati.“
Većina crnih rupa nastaje kada ogromne zvijezde potroše gorivo i kolabiraju pri kraju svog životnog ciklusa. Tada nastaje objekat toliko gust da savija prostor-vrijeme i stvara „horizont događaja“ – granicu izvan koje ni svjetlost ne može pobjeći.
Fizičari iz LIGO-a sumnjaju da su crne rupe koje su se sada spojile same bile rezultat ranijih spajanja. To bi objasnilo njihovu ogromnu masu i ekstremnu brzinu rotacije, jer proces spajanja crnih rupa prenosi zamah na novi objekat. „Već smo ranije imali naznake toga, ali ovo je najekstremniji primjer gdje je to najvjerovatnije slučaj“, rekao je Hannam.
Naučnici su dosad zabilježili oko 300 spajanja crnih rupa putem gravitacionih talasa. Do sada je najmasivnija poznata fuzija proizvela crnu rupu od oko 140 puta mase Sunca. Ova nova crna rupa ima masu čak do 265 puta veću od Sunčeve. Detalji će biti predstavljeni u ponedjeljak na GR-Amaldi konferenciji u Glasgowu.
Prije nego što su krajem 1990-ih izgrađeni prvi detektori gravitacionih talasa, naučnici su svemir mogli posmatrati samo pomoću elektromagnetnog zračenja – vidljive svjetlosti, infracrvenih i radio-talasa. Observatorije za gravitacione talase pružile su sasvim novi pogled na svemir, omogućivši otkrivanje događaja koji su ranije bili nevidljivi.
„U nauci se obično dešava da, kada pogledate svemir na novi način, otkrijete stvari koje niste očekivali – i cijela slika se mijenja“, rekao je Hannam. „Detektori koje planiramo u narednih 10 do 15 godina moći će da zabilježe sva spajanja crnih rupa u svemiru – i možda donesu još neka iznenađenja.“