Revolucionarno otkriće nastalo je zahvaljujući detektorima gravitacionih talasa, koji su 14. januara snimili kako se dve spajaju u jednu. Čudesni zvuk kosmosa Čudesni zvuk kosmosa usnimio je LIGO, jedan od najsofisticiranijih naučnih instrumenata ikada konstruisanih.
Više od 50 godina nakon što je Stiven Hoking formulisao jednu od svojih najznačajnijih hipoteza o crnim rupama, naučnici su konačno dobili čvrst dokaz da je bio u pravu. Revolucionarno otkriće nastalo je zahvaljujući detektorima gravitacionih talasa, koji su 14. januara snimili kako se dve crne rupe spajaju u jednu. Čudesni zvuk kosmosa usnimio je LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), jedan od najsofisticiranijih naučnih instrumenata ikada konstruisanih. Ovaj detektor može da registruje gravitacione talase – mreškanje u samom tkanju prostor-vremena koje stvaraju najekstremniji događaji u kosmosu, poput sudara crnih rupa ili neutronskih zvezda. Kada su se 14. januara dve crne rupe spojile u jednu, zabeležio je njihov gravitacioni potpis – talase koji su putovali kroz svemir brzinom svetlosti i stigli do Zemlje nakon milijardi godina putovanja.
Još 1971. godine Stiven Hoking je obznanio pretpostavku koja je bila toliko fundamentalna da je postala poznata kao drugi zakon mehanike crnih rupa. Prema ovom tumačenju, površina horizonta događaja crne rupe – te misteriozne granice iza koje ništa, čak ni svetlost, ne može da pobegne – nikada se ne može smanjiti, već samo porasti. Navedeno mišljenje imalo je ogromne implikacije za razumevanje crnih rupa, jer je sugerisalo da one funkcionišu slično termodinamičkim sistemima kod kojih entropija (mera nereda) može samo da raste kroz vreme.
Najnovije LIGO opservacije pružile su najubedljiviji dokaz do sada. Pre spajanja, objedinjena površina dve crne rupe iznosila je oko 243.000 kvadratnih kilometara – otprilike veličine američke države Oregon. Kada su se one sjedinile u jednu, njena površina je iznosila neverovatnih 400.000 kvadratnih kilometara – približno veličini Kalifornije. Nova crna rupa bila je veća od prostog zbira svojih delova! „Iako je to vrlo jednostavna izjava – površine mogu samo da rastu – ona ima ogromne implikacije”, objašnjava dr Maksimilijano Izi sa Univerziteta Kolumbija, jedan od koautora studije.
Naučnici su izmerili ovaj fenomen analizirajući gravitacione talase koje emituju crne rupe tokom spajanja. Slično tome kako veličina i oblik muzičkog instrumenta utiču na zvuk koji proizvodi, veličina i oblik crne rupe utiču na karakteristike gravitacionih talasa. Posebno zanimljivo bilo je to što su istraživači nazvali ringdown zvuk koji nastaje kada se nova crna rupa smiri nakon spajanja, baš kao što zvono odzvanja ako ga udarite.
„Ringdown se dešava kada se crna rupa poremeti, baš kao što zvono zvoni čim ga udariš”, dodaje dr Katerina Čacioanou iz Kalifornijskog instituta za tehnologiju. Ova potvrda Hokingovog uvida ima daleko veći značaj od same geometrije crnih rupa. Ona sugeriše da opšta teorija relativnosti Alberta Ajnštajna uključuje nešto o kvantnoj prirodi ovih kosmičkih pojava. „To nam govori da je informacija ili entropija u crnoj rupi proporcionalna njenoj površini”, smatra dr Izi. Sada se otvaraju potpuno nova pitanja o vezi gravitacije, kvantne mehanike i informacije – tri fundamentalne oblasti fizike. LIGO kolaboracija kontinuirano poboljšava svoje detektore. Dok su nekada detektovali spajanja crnih rupa jednom mesečno, sada to čine otprilike svaka tri dana. Planira se izgradnja novih detektora, uključujući i u Indiji, koji bi trebalo da bude pušten u rad oko 2030. godine.
Predloženi projekti poput Cosmic Explorer u SAD i Einstein Telescope u Evropi imali bi detektore sa krakovima deset puta dužim od trenutnih, što bi znatno povećalo njihovu osetljivost. Stiven Hoking, koji je preminuo 2018. godine, nije doživeo da vidi konačnu potvrdu svoje hipoteze. Međutim, ovo otkriće predstavlja još jedan dokaz njegove izuzetne naučne vizije da prodre u najdublje tajne kosmosa. Istraživanje, koje je vodio Adrijan Abak iz Maks Plank instituta za gravitacionu fiziku u Potsdamu, objavljeno je 10. septembra u prestižnom časopisu Physical Review Letters. Ovaj uspeh otvara nova vrata za razumevanje najekstremnijih pojava u našem univerzumu – crnih rupa koje kriju neke od najvećih misterija moderne fizike.
(Ilustracija Vikipedija)
(Astronomski magazin)
