მეცნიერებმა პირველად აღმოაჩინეს შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტის „ანაბეჭდები“

მეცნიერებმა პირველად აღმოაჩინეს შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტის პირდაპირი ანაბეჭდი გრავიტაციული ტალღების მონაცემებში და ამოიღეს ინფორმაცია „უკან დაბრუნების წერტილთან“ უფრო ახლოს, ვიდრე ნებისმიერი წინა დაკვირვებისას. ოთხშაბათს Nature-ში გამოქვეყნებული შედეგები ხსნის იმას, რასაც მკვლევარები უწოდებენ ახალ სადამკვირვებლო არხს სამყაროს ყველაზე ექსტრემალური გარემოს შესასწავლად.yahoo+1

საბოლოო ხმის მოსმენა

ავსტრალიის ეროვნული უნივერსიტეტისა და კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის მკვლევართა ხელმძღვანელობით საერთაშორისო ჯგუფმა გააანალიზა GW250114, ყველაზე ძლიერი გრავიტაციული ტალღის სიგნალი, რაც კი ოდესმე ჩაწერილა, რომელიც წარმოიქმნა მზის მასაზე დაახლოებით 32-ჯერ დიდი ორი შავი ხვრელის შეჯახების შედეგად. სიგნალი LIGO-მ 2025 წლის 14 იანვარს დააფიქსირა.arxiv+2

რაციონალური ფილტრაციის ტექნიკის გამოყენებით, რათა მოეშორებინათ კარგად შესწავლილი „რინგდაუნის“ (ringdown) ოსცილაციები, რომლებიც შერწყმას მოსდევს, ჯგუფმა იზოლირება გაუკეთა ადრე ნაწინასწარმეტყველებ, მაგრამ აქამდე არასდროს დაკვირვებულ კომპონენტს, რომელიც ცნობილია როგორც „პირდაპირი ტალღა“. ეს სიგნალი წარმოადგენს საბოლოო გრავიტაციულ გამოსხივებას, რომელიც გამოიყოფა ჩავარდნილი მატერიის მიერ მანამ, სანამ მას ახლად ჩამოყალიბებული შავი ხვრელის ჰორიზონტი გააჩუმებს.inspirehep+1

პირდაპირი ტალღა დაფიქსირდა 14-ის ტოლი სიგნალ-ხმაურის შეფარდებით ერთ LIGO დეტექტორში და 13.5-ით მეორეში, რაც მნიშვნელოვნად აღემატება სტატისტიკურად მყარი აღმოჩენისთვის საჭირო ზღვარს.arxiv

აინშტაინი კვლავ დადასტურდა

პირდაპირი ტალღის გაზომილი თვისებები საოცარი სიზუსტით დაემთხვა თეორიულ პროგნოზებს. სიგნალი ოსცილირებდა ჰორიზონტის ბრუნვის სიჩქარესთან დაკავშირებულ სიხშირეზე, რაც არის „სივრცე-დროის ჩათრევის“ (frame dragging) შედეგი — ფენომენი, რომლის დროსაც მბრუნავი შავი ხვრელი ამრუდებს მიმდებარე სივრცე-დროს და აიძულებს ყველა ახლომდებარე მატერიას, ბრუნოს მასთან ერთად. მისი ჩაქრობის სიჩქარე ასახავდა ჰორიზონტის ზედაპირულ გრავიტაციას, რომელიც განსაზღვრავს, თუ როგორ ასუსტებს გრავიტაციული წითელი წანაცვლება გამავალ სიგნალებს.nature+1

ერთად, ეს ორი სიდიდე — ბრუნვის სიხშირე და ზედაპირული გრავიტაცია — არის შავი ხვრელის ჰორიზონტის ფუნდამენტური თერმოდინამიკური თვისებები, რომლებიც ჩნდება იმ კანონში, რომელსაც ფიზიკოსები შავი ხვრელების თერმოდინამიკის პირველ კანონს უწოდებენ.arxiv

ფანჯარა კვანტური გრავიტაციისკენ

მკვლევარებმა პირდაპირი ტალღები აღწერეს, როგორც შავი ხვრელების ტრადიციული სპექტროსკოპიის დამატებითი არხი, რომელიც იკვლევს „სინათლის რგოლის“ რეგიონს ჰორიზონტიდან უფრო შორს. ამის საპირისპიროდ, პირდაპირი ტალღები ატარებენ ინფორმაციას თავად ერგოსფეროს შიგნიდან, რეგიონიდან, სადაც სივრცე-დროის ჩათრევა ყველაზე ძლიერია.arxiv

ჯგუფმა აღნიშნა, რომ გრავიტაციული ტალღების დეტექტორების მგრძნობელობის ზრდასთან ერთად, მომავალმა დაკვირვებებმა შეიძლება გამოავლინოს კვანტური ფლუქტუაციები ჰორიზონტის მახლობლად, რაც პოტენციურად გამოაჩენს ფიზიკას ზოგადი ფარდობითობის თეორიის მიღმა. „ეს ახალი პერსპექტივა ხსნის საინტერესო გზებს ზოგადი ფარდობითობის თეორიის შესამოწმებლად ყველაზე ექსტრემალურ რეჟიმში და ეგზოტიკური კომპაქტური ობიექტების ბუნების შესასწავლად“, – ნათქვამია ნაშრომში.arxiv