Prema toj pretpostavci, dok se dve crne rupe spajaju, ekstremna gravitacija novonastale crne rupe doslovno povlači prostor-vreme sa sobom, pomera signale ka crvenom spektru i emituje jedan specifičan – neposredni talas.
Svi znaju da nikakva informacija ne može pobeći iz crne rupe. No, gravitacioni talas koji se širi iz masivnog sudara dve velike crne rupe možda je doveo do samog ruba saznanja noseći, kako se čini, prvi ikad zabeleženi potpis njenog horizonta događaja. Naučnici su pretpostavljali da bi neposredni val mogao nositi informacije o svojstvima horizonta događaja, a sada veruju da su ga napokon identifikovali. Ako vam ovo zvuči kao naučna fantastika, niste jedini. „Horizont događaja nije nešto što možemo videti pomoću svetlosti jer, po definiciji, ništa iz njega ne izlazi. No, gravitacioni talasi otvaraju drugačiji put”, rekao je za Science Alert teorijski fizičar Siženg Ma iz kanadskog instituta Perimeter. Horizont događaja nije sama crna rupa, već granica koja odvaja vidljivi svemir od područja van njenog dosega. Reč je o tački bez povratka iza koje je gravitacija toliko jaka da čak ni svetlost ne može postići brzinu bega. Budući da on ne emituje, ne odbija, niti raspršuje svetlost, ne može se neposredno posmatrati. Sve što se zna dolazi iz posrednih opažanja uticaja na okolni prostor.
„Kada dve crne rupe kruže jedna oko druge i spoje se, taj siloviti proces remeti samo prostor-vreme u području vrlo blizu horizonta crne rupe. Neke od tih vibracija prostor-vremena mogu putovati izvan kao gravitacioni valovi i naposletku stići do naših detektora”, objasnio je Ma. „Uzbudljivo je što je nešto što se nekada činilo gotovo kao naučna fantastika, postalo nešto što doista možemo učiniti.” I to dovodi do gravitacionih talasa – mreškanja u prostor-vremenu što nastaju kada se masivna tela (objekti) poput crnih rupa sudare i spoje, koji se mogu detektovati sa Zemlje. Signal koji pritom nastaje je složen: sastoji se od završne spirale dok se dve crne rupe približavaju, a posle spajanja novonastala crna rupa odzvanja poput zvona.
Talasi tog odzvanjanja nazivaju se kvazinormalnim modovima, a određeni su masom i rotacijom crne rupe. Međutim, kvazinormalni modovi prvenstveno su povezani sa svetlosnim prstenom van horizonta događaja, a ne sa samim horizontom. Noviji teorijski radovi predložili su opipljiviji način proučavanja: pomoću takozvanog neposrednog vala koji bi trebalo da bude isprepleten s kvazinormalnim modovima. Prema toj pretpostavci, dok se dve crne rupe spajaju, ekstremna gravitacija novonastale crne rupe doslovno povlači prostor-vreme sa sobom, pomera signale ka crvenom spektru i emituje jedan specifičan – neposredni talas.
„Kako se sve približava horizontu rotirajuće crne rupe, biva uvučeno u izuzetno brzo kretanje oko nje. Istovremeno, signal koji stiže vrlo brzo bledi zbog snažne gravitacije. Na kraju vidimo konačni, brzi i naglo prigušeni vrtlog u blizini horizonta”, protumačio je Ma. Treba naglasiti da su signali gravitacionih valova suptilni. Dok stignu do Zemlje, oni rastežu i sažimaju prostor-vreme za manje od širine atomskog jezgra. Stoga je za uočavanje traženog signala bio potreban neverovatno snažan događaj, nazvan GW250114, dosad najjasniji signal gravitacionog talasa ikad zabeležen.
Istraživači su u početku bili oprezni. Iako je pretpostavka čvrsta, složenost podataka iz gravitacionih valova značila je da uvek postoji rizik od lažnog pozitivnog rezultata. „Naša početna reakcija bila je pomešana”, naglasio je Ma. „No, nakon preliminarnih provera, podaci su se pokazali izvanredno dobrim – zapravo, tačno onakvima kako se predviđalo. Događaj je bio neobično glasan i čist, a način kako se signal razvijao podudarao se s očekivanim potpisom neposrednog vala iz našeg osmišljenog modela. U tom trenutku raspoloženje se prebacilo na: Opa, ovo bi zaista moglo biti stvarno.”
Rezultat treba dodatno proveriti upoređivanjem s drugim signalima gravitacionih talasa, a i teorijski rad se dorađivati sada kada naučnici imaju opažanje s kojim s kojim to mogu učiniti. No, ako se potvrdi, novo otkriće nudi potpuno drugačiji postupak proučavanja crnih rupa. Na primer, signal neposrednog vala mogao bi se analizirati da bi se izmerilo koliko se brzo horizont događaja rotira i koliko brzo gravitacija uzrokuje nestajanje informacija. „Dugo smo mogli lepo da opisujemo horizonte događaja crnih rupa u Opšoj teoriji relativnosti, ali smo imali vrlo ograničene načine da ih posmatramo”, podseća Ma. „Nova komponenta u gravitacionim talasima to menja. Otvara se put neposrednijem proučavanju područja blizu horizonta, a u budućnosti, s više događaja i osetljivijim detektorima, moglo bi nam pomoći da sprovedemo oštrije testove Opše teorije relativnosti i izgradimo dublje razumevanje fizike crnih rupa.”
Ukoliko se potvrdi, ovo bi označilo da su naučnici najviše približili u ispitivanju neposredne horizonta događaja crne rupe. „Približavamo mu se više nego ikad pre”, upozorio je Ma. „Nekad se činilo da crne rupe možemo razumeti samo posredno, kroz njihov utjecaj na okolinu. Ali s gravitacionim talasima možemo čuti poslednje trenutke spajanja i tražiti potpise iz područja neposredno pokraj horizonta. Taj osećaj je doista uzbudljiv.” Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature.
(Ilustracija NASA Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman)
(Indeks)
