Mamy najczystszy dźwięk kosmosu. Czarna dziura śpiewa
Fale grawitacyjne znów dały o sobie znać – i to w sposób, który potwierdza jedną z najważniejszych hipotez Stephena Hawkinga. Dzięki wyjątkowo czystemu sygnałowi zarejestrowanemu przez LIGO naukowcy zyskali nowe, namacalne dowody na to, że powierzchnia czarnej dziury może tylko rosnąć.
14 stycznia tego roku detektory fal grawitacyjnych LIGO zarejestrowały coś, co fizycy nazywają najczystszym dźwiękiem z kosmosu. Chodzi o falę powstałą podczas połączenia dwóch czarnych dziur, a dokładniej o tzw. ringdown, czyli drganie nowo powstałej czarnej dziury po kolizji. Do tej pory ten moment był trudny do wychwycenia, bo zakłócały go inne sygnały. Tym razem jednak detektory zarejestrowały wyraźny, niczym nieprzysłonięty śpiew jednej czarnej dziury, co pozwoliło na precyzyjną analizę jej właściwości.
Teoria Hawkinga potwierdzona? Powierzchnia czarnej dziury tylko rośnie
Jak czytamy na łamach Nature, z analizy wynika, że dwie czarne dziury o łącznej powierzchni 240 tys. km kw. połączyły się w jedno ciało o powierzchni aż 400 tys. km kw. Taki wzrost jednoznacznie wspiera twierdzenie Hawkinga o powierzchni, które mówi, że niezależnie od tego, co się dzieje, powierzchnia czarnej dziury nigdy nie może się zmniejszyć. Zjawisko nieco przypomina drugą zasadę termodynamiki. Entropia (czyli miara nieuporządkowania) zawsze rośnie. W tym kontekście powierzchnia horyzontu zdarzeń działa jak fizyczny odpowiednik entropii w mechanice kwantowej.
To już niemal 10 lat, odkąd detektory LIGO po raz pierwszy zarejestrowały fale grawitacyjne – delikatne zmarszczki czasoprzestrzeni, o których istnieniu przewidywał Albert Einstein. Wówczas, 14 września 2015 r., świat usłyszał o fuzji dwóch czarnych dziur oddalonych od nas o 1,3 mld lat świetlnych. Od tego czasu zarejestrowano blisko 300 podobnych zjawisk. Jednak dopiero teraz udało się usłyszeć końcówkę utworu – dźwięk, który zostaje, gdy cały kosmiczny kurz opada, a nowa czarna dziura zaczyna wibrować jak dzwon.
Nie tylko czarne dziury. LIGO to także inne hity
LIGO już nie raz zaskakiwało świat nauki. W 2017 r. po raz pierwszy zarejestrowano jednocześnie fale grawitacyjne i światło pochodzące z kolizji dwóch gwiazd neutronowych. To właśnie wtedy dowiedzieliśmy się, że takie zderzenia mogą być źródłem najcięższych pierwiastków, takich jak złoto czy platyna.
Z kolei w 2023 r. detektory zarejestrowały potworną fuzję – połączenie dwóch gigantycznych czarnych dziur o masach 100 i 140 razy większych niż Słońce. Tak ogromny obiekt był wcześniej jedynie hipotetyczny. Teraz wiemy, że naprawdę istnieje.
Przeczytaj także:
Odkrycie może być traktowane jako symboliczny prezent na 10-lecie pracy LIGO po modernizacjach. Dzięki coraz bardziej precyzyjnym pomiarom naukowcy zaczynają mówić o nowym etapie w astrofizyce – sonifikacji Wszechświata, czyli tłumaczeniu fal grawitacyjnych na dźwięki i analizowaniu ich jak muzyki.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
