Praėjo lygiai dešimt metų nuo pirmojo istorinio gravitacinių bangų aptikimo, ir dabar mokslininkai skelbia apie atradimą, kuris gali pakeisti mūsų supratimą apie juodąsias skyles. Naujasis signalas buvo toks aiškus, kad palygintas su tyliai tariamu šnabždesiu, virtusiu galingu šūksniu.
Tarptautinė „LIGO“, „Virgo“ ir „KAGRA“ mokslininkų komanda užfiksavo „GW250114“ signalą, kurio intensyvumas pasiekė rekordinį lygį. Tai leido patikrinti Einsteino ir Havkingo teorijas su precedento neturinčiu tikslumu.
Šis atradimas tapo ne tik dar vienu įrodymu, kad gravitacinės bangos yra realybė, bet ir patvirtino esminius fizikos principus, apie kuriuos mokslininkai kalbėjo jau prieš kelis dešimtmečius.
Rekordinis signalas ir juodųjų skylių susijungimas
Užfiksuotas „GW250114“ signalas kilo susijungus dviem juodosioms skylėms, kurių kiekviena buvo apie 32 kartus masyvesnė už Saulę. Panašūs susidūrimai fiksuojami nuo 2015 metų, tačiau šį kartą signalas buvo itin aiškus. Jo santykis su triukšmu pasiekė 80, o tai absoliutus rekordas.
Dėl tokio tikslumo mokslininkai pirmą kartą galėjo atskirti du skirtingus „tonus“, sklindančius iš naujai susiformavusios juodosios skylės. Šie „balsai“ tapo raktu patvirtinant teorijas apie juodųjų skylių prigimtį.
Havkingo teorijos patvirtinimas
Vienas svarbiausių pasiekimų yra Stepheno Havkingo 1971 metais suformuluotos hipotezės patvirtinimas. Jis teigė, kad juodųjų skylių susiliejimo metu įvykių horizonto paviršiaus plotas gali tik didėti, bet niekada nesumažėja.
Skaičiavimai parodė, kad prieš susidūrimą dviejų juodųjų skylių bendras paviršius siekė apie 240 tūkst. kvadratinių kilometrų, tai panašiai kaip Jungtinės Karalystės plotas. Po susiliejimo susiformavo nauja juodoji skylė, kurios paviršius padidėjo iki maždaug 400 tūkst. kvadratinių kilometrų, prilygstančių Švedijos teritorijai.
Šis faktas tapo ne tik teorijos įrodymu, bet ir papildomu argumentu, kad juodųjų skylių paviršius susijęs su entropija, tai sąvoka, kuri atvėrė kelią gilesnėms kvantinės gravitacijos studijoms.
Kerro metrika ir gravitacinės bangos
Kitas svarbus pasiekimas yra Kerro lygčių patvirtinimas. Dar 1963 metais matematikas Royus Kerras aprašė erdvės ir laiko struktūrą aplink besisukančią juodąją skylę. Teorija numato reiškinį, vadinamą erdvės „vilkimu“, kai aplink juodąją skylę iškreipiama erdvė ir laikas. Taip pat prognozuojama, kad po trikdžių juodoji skylė „skamba“ tik dviem pagrindiniais tonais, kuriuos lemia jos masė ir sukimosi greitis.
Dėl ypatingai aiškaus „GW250114“ signalo šiuos tonus pavyko užfiksuoti ir tai tapo dar vienu įrodymu, kad gamtoje egzistuojančios juodosios skylės elgiasi būtent taip, kaip numato teorija.
Technologijų šuolis ir ateities perspektyvos
Per pastarąjį dešimtmetį gravitacinių bangų detektoriai tapo tris kartus jautresni. Tokie įrenginiai kaip europinis „Virgo“ ar japonų „KAGRA“, įrengtas kalnų gelmėse, pasiekė iki šiol neregėtą tikslumą.
Naujausi rezultatai, paskelbti žurnale „Physical Review Letters“, žymi naują etapą fizikoje. Tai ne tik įspūdingas technologinis šuolis, bet ir galimybė ateityje dar tiksliau tirti ekstremalius kosmoso reiškinius.
Nors Einsteino, Havkingo ir Kerro teorijų patvirtinimas yra milžiniškas žingsnis, juodųjų skylių prigimtis vis dar slepia daug paslapčių. Mokslininkai tikisi, kad ateinančiais metais, naudojant dar tobulesnius detektorius, bus atrasta dar daugiau netikėtų dalykų apie vienus paslaptingiausių Visatos objektų.
