Tutkijat havaitsivat ensimmäistä kertaa mustan aukon tapahtumahorisontin ”sormenjäljet”

Tutkijat ovat ensimmäistä kertaa havainneet mustan aukon tapahtumahorisontin suoran jäljen gravitaatioaaltoaineistosta, eristäen tietoa lähempää "paluun mahdottomuuden pistettä" kuin koskaan aiemmin. Keskiviikkona Nature-lehdessä julkaistut tulokset avaavat tutkijoiden mukaan uuden havaintokanavan maailmankaikkeuden äärimmäisimpien ympäristöjen tutkimiseen.yahoo+1

Viimeisen äänen kuunteleminen

Kansainvälinen tutkijaryhmä, jota johtivat Australian kansallisen yliopiston ja Kalifornian teknillisen korkeakoulun tutkijat, analysoi GW250114-signaalin, joka on kaikkien aikojen voimakkain gravitaatioaaltohavainto. Se syntyi kahden noin 32 kertaa Auringon massaisen mustan aukon törmäyksessä. LIGO havaitsi signaalin 14. tammikuuta 2025.arxiv+2

Käyttämällä rationaalista suodatusta, jolla poistettiin sulautumista seuraavat hyvin tunnetut "ringdown"-oskillaatiot, ryhmä eristi aiemmin ennustetun, mutta koskaan aiemmin havaitsemattoman komponentin, joka tunnetaan nimellä "suora aalto". Tämä signaali edustaa viimeistä gravitaatiosäteilyä, jonka sisäänpäin putoava aine lähettää juuri ennen kuin vastasyntyneen mustan aukon horisontti vaimentaa sen.inspirehep+1

Suora aalto havaittiin 14:n signaali-kohinasuhteella yhdessä LIGO-ilmaisimessa ja 13,5:n suhteella toisessa, mikä ylittää selvästi tilastollisesti vankan havainnon kynnyksen.arxiv

Einstein vahvistettiin jälleen

Suoran aallon mitatut ominaisuudet vastasivat teoreettisia ennusteita hämmästyttävän tarkasti. Signaali värähteli taajuudella, joka liittyy horisontin pyörimisnopeuteen. Tämä on seurausta kehysten raahautumisesta (frame dragging) — ilmiöstä, jossa pyörivä musta aukko vääntää ympäröivää aika-avaruutta ja pakottaa kaiken lähellä olevan aineen pyörimään mukanaan. Sen vaimenemisnopeus heijasti horisontin pintagravitaatiota, joka määrää, miten gravitaatiopunasiirtymä vaimentaa pakenevia signaaleja.nature+1

Yhdessä nämä kaksi suuretta — pyörimistaajuus ja pintagravitaatio — ovat mustan aukon horisontin perustavanlaatuisia termodynaamisia ominaisuuksia, jotka esiintyvät fyysikoiden kutsumassa mustien aukkojen termodynamiikan ensimmäisessä laissa.arxiv

Ikkuna kohti kvanttigravitaatiota

Tutkijat kuvailivat suoria aaltoja täydentäväksi kanavaksi perinteiselle mustien aukkojen spektroskopialle, joka tutkii horisontin ulkopuolella olevaa "valorengasta". Sitä vastoin suorat aallot kantavat tietoa itse ergosfäärin sisältä, missä kehysten raahautuminen on voimakkainta.arxiv

Tutkijaryhmä totesi, että gravitaatioaaltoilmaisimien herkkyyden kasvaessa tulevat havainnot voisivat paljastaa kvanttifluktuaatioita horisontin lähellä, mikä saattaisi paljastaa yleisen suhteellisuusteorian ylittävää fysiikkaa. "Tämä uusi näkökulma avaa jännittäviä mahdollisuuksia testata yleistä suhteellisuusteoriaa äärimmäisissä olosuhteissa ja tutkia eksoottisten kompaktien kohteiden luonnetta", artikkelissa todetaan.arxiv