Према тој претпоставци, док се две црне рупе спајају, екстремна гравитација новонастале црне рупе дословно повлачи простор-време са собом, помера сигнале ка црвеном спектру и емитује један специфичан – непосредни талас.
Сви знају да никаква информација не може побећи из црне рупе. Но, гравитациони талас који се шири из масивног судара две велике црне рупе можда је довео до самог руба сазнања носећи, како се чини, први икад забележени потпис њеног хоризонта догађаја. Научници су претпостављали да би непосредни вал могао носити информације о својствима хоризонта догађаја, а сада верују да су га напокон идентификовали. Ако вам ово звучи као научна фантастика, нисте једини. „Хоризонт догађаја није нешто што можемо видети помоћу светлости јер, по дефиницији, ништа из њега не излази. Но, гравитациони таласи отварају другачији пут”, рекао је за Science Alert теоријски физичар Сиженг Ма из канадског института Периметер. Хоризонт догађаја није сама црна рупа, већ граница која одваја видљиви свемир од подручја ван њеног досега. Реч је о тачки без повратка иза које је гравитација толико јака да чак ни светлост не може постићи брзину бега. Будући да он не емитује, не одбија, нити распршује светлост, не може се непосредно посматрати. Све што се зна долази из посредних опажања утицаја на околни простор.
„Kада две црне рупе круже једна око друге и споје се, тај силовити процес ремети само простор-време у подручју врло близу хоризонта црне рупе. Неке од тих вибрација простор-времена могу путовати изван као гравитациони валови и напослетку стићи до наших детектора”, објаснио је Ма. „Узбудљиво је што је нешто што се некада чинило готово као научна фантастика, постало нешто што доиста можемо учинити.” И то доводи до гравитационих таласа – мрешкања у простор-времену што настају када се масивна тела (објекти) попут црних рупа сударе и споје, који се могу детектовати са Земље. Сигнал који притом настаје је сложен: састоји се од завршне спирале док се две црне рупе приближавају, а после спајања новонастала црна рупа одзвања попут звона.
Таласи тог одзвањања називају се квазинормалним модовима, а одређени су масом и ротацијом црне рупе. Међутим, квазинормални модови првенствено су повезани са светлосним прстеном ван хоризонта догађаја, а не са самим хоризонтом. Новији теоријски радови предложили су опипљивији начин проучавања: помоћу такозваног непосредног вала који би требало да буде испреплетен с квазинормалним модовима. Према тој претпоставци, док се две црне рупе спајају, екстремна гравитација новонастале црне рупе дословно повлачи простор-време са собом, помера сигнале ка црвеном спектру и емитује један специфичан – непосредни талас.
„Kако се све приближава хоризонту ротирајуће црне рупе, бива увучено у изузетно брзо кретање око ње. Истовремено, сигнал који стиже врло брзо бледи због снажне гравитације. На крају видимо коначни, брзи и нагло пригушени вртлог у близини хоризонта”, протумачио је Ма. Треба нагласити да су сигнали гравитационих валова суптилни. Док стигну до Земље, они растежу и сажимају простор-време за мање од ширине атомског језгра. Стога је за уочавање траженог сигнала био потребан невероватно снажан догађај, назван GW250114, досад најјаснији сигнал гравитационог таласа икад забележен.
Истраживачи су у почетку били опрезни. Иако је претпоставка чврста, сложеност података из гравитационих валова значила је да увек постоји ризик од лажног позитивног резултата. „Наша почетна реакција била је помешана”, нагласио је Ма. „Но, након прелиминарних провера, подаци су се показали изванредно добрим – заправо, тачно онаквима како се предвиђало. Догађај је био необично гласан и чист, а начин како се сигнал развијао подударао се с очекиваним потписом непосредног вала из нашег осмишљеног модела. У том тренутку расположење се пребацило на: Опа, ово би заиста могло бити стварно.”
Резултат треба додатно проверити упоређивањем с другим сигналима гравитационих таласа, а и теоријски рад се дорађивати сада када научници имају опажање с којим с којим то могу учинити. Но, ако се потврди, ново откриће нуди потпуно другачији поступак проучавања црних рупа. На пример, сигнал непосредног вала могао би се анализирати да би се измерило колико се брзо хоризонт догађаја ротира и колико брзо гравитација узрокује нестајање информација. „Дуго смо могли лепо да описујемо хоризонте догађаја црних рупа у Опшој теорији релативности, али смо имали врло ограничене начине да их посматрамо”, подсећа Ма. „Нова компонента у гравитационим таласима то мења. Отвара се пут непосреднијем проучавању подручја близу хоризонта, а у будућности, с више догађаја и осетљивијим детекторима, могло би нам помоћи да спроведемо оштрије тестове Опше теорије релативности и изградимо дубље разумевање физике црних рупа.”
Уколико се потврди, ово би означило да су научници највише приближили у испитивању непосредне хоризонта догађаја црне рупе. „Приближавамо му се више него икад пре”, упозорио је Ма. „Некад се чинило да црне рупе можемо разумети само посредно, кроз њихов утјецај на околину. Али с гравитационим таласима можемо чути последње тренутке спајања и тражити потписе из подручја непосредно покрај хоризонта. Тај осећај је доиста узбудљив.” Истраживање је објављено у часопису Naturе.
(Илустрација NASA Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman)
(Индекс)
