Găurile negre care s-au ciocnit în urmă cu 3.000 de ani, mai masive decât era de așteptat, au trimis unde gravitaționale care au trecut prin Pământ.

Cu mult timp în urmă într-un grup stelar departe, departe ... două găuri negre masive s-au ciocnit și au devenit unul, dezlănțuind un torent de energie care a creat însăși țesătura spațiu-timp.

gravitaționale

Și în prezent, instrumentele de la sol au reușit să detecteze undele acelora cataclism cosmic îndepărtat în ceea ce este a treia detectare directă confirmată a undelor gravitaționale. Detecțiile combinate, toate raportate de observatorul de detectare a undelor gravitaționale LIGO (Observatorul cu unde gravitaționale cu interferometru laser), deschideți o fereastră nouă către cosmos.

Valurile transportă informații cruciale despre sursele lor îndepărtate și despre rezultate prezintă provocări la o serie de idei prestabilite despre creșterea găurilor negre, locurile în care se află și cum ajung prinse în astfel de dansuri violente și mortale.

«Universul conține încă mistere», Spune astrofizicianul Daryl Haggard de la Universitatea McGill. „Am crezut că știm cum au apărut găurile negre și acum verificăm că mai avem mult spațiu de descoperit”.

Dansul găurilor negre

Undele s-au micșorat și au extins spațiul de pe Pământ cu echivalentul unei fracțiuni din lățimea unui proton, una dintre particulele care alcătuiesc nucleul unui atom. Acest lucru este în mod evident imposibil de perceput de oameni, dar detectoarele LIGO sunt atât de sensibile încât chiar cele mai mici tulburări pot scăpa de laserele lor.

După o analiză atentă a semnalului, echipa LIGO a stabilit că este urma unei coliziuni catastrofale între două găuri negre, una cu o masă echivalentă cu aproape 30 tălpi iar altul cu masa de 19 tălpi.

Aceste găuri negre se învârteau una în jurul celeilalte pentru eoni, apropiindu-se încetul cu încetul în ceea ce avea să devină o spirală cosmică muritoare. Pe măsură ce se apropiau, au radiat energie sub forma undelor gravitaționale. Și când în sfârșit s-au ciocnit și s-au contopit, au eliberat și mai multă energie, în același mod.

Singura gaură neagră rezultată dintr-o astfel de spirală de furie cosmică formează o masă curbată, fără fund, de spațiu-timp echivalentă cu 50 tălpi, după cum a raportat echipa LIGO în revista Physical Review Letters.

Mai masiv decât era de așteptat

Rezultatele combinate dezvăluie oamenilor de știință că o mare parte din ceea ce credeau că știu despre găurile negre stelare nu este în totalitate exactă.

Găurile negre stelare sunt găuri negre create de explozia și moartea stelelor cu mai multă masă decât Soarele. S-ar putea crede cu naivitate că cu cât steaua este mai mare, cu atât este mai mare gaura neagră. Dar astrofizica nu funcționează neapărat așa.

În schimb, cu atât este mai mare steaua, mai furtunoasă va fi, iar vânturile sale puternice stelare trimit explozii de materie în spațiu în timpul vieții stelei. Când steaua moare, a pierdut deja o mare parte din masă, așa că în cele din urmă devine o gaura neagra relativ mica.

„Înainte de descoperirile noastre, nici măcar nu știam sigur că aceste găuri negre există”, spune Laura Cadonati de la Georgia Institute of Technology, care face parte din echipa LIGO. Acum, astrofizicienii vor trebui să-și dezvolte creierul pentru a explica cum s-au format aceste corpuri ciudate.

Stele ca acestea erau frecvente în grupurile globulare sau grupuri dense de stele extrem de vechi care orbitează galaxiile, inclusiv a noastră.

Teorii de origine concurente

O altă linie de dovezi de la LIGO ar susține ideea că grupurile globulare ar juca un rol în saga duo-urilor masive de gaură neagră.

Din semnalele unde gravitaționale, echipa LIGO ar putea deduce mai multe caracteristici ale găurilor negre înainte de a fuziona, inclusiv direcția în care s-au întors și orientarea axelor lor de rotație. Pe baza acestor informații, Cadonati afirmă că se pare că coliziunea ar fi avut loc într-un cluster globular.

Una dintre teoriile despre originea găurilor negre binare implică faptul că o pereche de vedete surori masive orbitează unul în jurul celuilalt. Când aceste stele mor, „cadavrele” lor vor continua în acel dans rotind, rezultând adesea o pereche de găuri negre cu viraje și orientări similare.

Cu toate acestea, cele mai recente date de la LIGO sugerează că găurile negre antice nu ar avea rotiri complet aliniate. Ar fi posibil să se fi format aceste găuri negre separat în cadrul unui cluster globular. Apoi s-ar fi îndreptat spre centrul clusterului, unde în cele din urmă au ajuns într-o spirală rotitoare.

În acest moment, destinația dvs. este un produs de dinamică și haos în nucleul clusterului și nu al unei vieți una lângă alta. Această explicație pare să se potrivească cu datele actuale, dar, potrivit lui Sigurdsson, nu există niciun motiv să spunem că un singur scenariu este cel adevărat.

Datele LIGO contestă deja o serie de idei despre evoluția stelară și grupurile de stele și chiar unele concepții ale acelei substanțe misterioase cunoscute sub numele de materie întunecată, potrivit lui Haggard. Cu toate acestea, teoria Relativitatea generală a lui Einstein este valabilă- Datele LIGO sunt în concordanță cu previziunile sale.

„Explicațiile astrofizice care guvernează modul în care apar aceste [găuri negre] sunt o mizerie absolută”, explică Haggard. "Dar fizica este total ordonată".