Forskere oppdager for første gang «fingeravtrykk» fra et sort hulls hendelseshorisont

Forskere har for første gang oppdaget det direkte avtrykket av et sort hulls hendelseshorisont i data fra gravitasjonsbølger, og hentet ut informasjon fra nærmere «point of no return» enn noen tidligere observasjon. Funnene, som ble publisert onsdag i Nature, åpner det forskerne beskriver som en ny observasjonskanal for å utforske det mest ekstreme miljøet i universet.yahoo+1

Lytting til den siste lyden

Et internasjonalt team ledet av forskere ved Australian National University og California Institute of Technology analyserte GW250114, det kraftigste gravitasjonsbølgesignalet som noen gang er registrert, som ble produsert av kollisjonen mellom to sorte hull, hver med omtrent 32 ganger solens masse. Signalet ble oppdaget av LIGO den 14. januar 2025.arxiv+2

Ved å bruke en teknikk kalt rasjonell filtrering for å fjerne de velkjente «ringdown»-svingningene som følger en sammenslåing, isolerte teamet en tidligere forutsagt, men aldri før observert komponent kjent som den «direkte bølgen». Dette signalet representerer den siste gravitasjonsstrålingen som sendes ut av materien som faller inn, rett før den blir brakt til taushet av horisonten til det nydannede sorte hullet.inspirehep+1

Den direkte bølgen ble oppdaget med et signal-til-støy-forhold på 14 i den ene LIGO-detektoren og 13,5 i den andre, noe som langt overgår terskelen for en statistisk robust deteksjon.arxiv

Einstein bekreftet igjen

De målte egenskapene til den direkte bølgen samsvarte med teoretiske forutsigelser med slående presisjon. Signalet svingte med en frekvens knyttet til horisontens rotasjonshastighet, en konsekvens av «frame dragging» – fenomenet der et roterende sort hull vrir det omkringliggende rom-tiden, og tvinger all nærliggende materie til å rotere med. Nedbrytningshastigheten reflekterte horisontens overflategravitasjon, som styrer hvordan gravitasjonell rødforskyvning demper signaler som slipper ut.nature+1

Sammen er disse to størrelsene – rotasjonsfrekvensen og overflategravitasjonen – de fundamentale termodynamiske egenskapene til et sort hulls horisont, som dukker opp i det fysikere kaller den første loven om sorte hulls termodynamikk.arxiv

Et vindu mot kvantegravitasjon

Forskerne beskrev direkte bølger som en komplementær kanal til tradisjonell spektroskopi av sorte hull, som undersøker «lysringen» lenger fra horisonten. I motsetning til dette bærer direkte bølger informasjon fra selve ergosfæren, regionen der «frame dragging» er sterkest.arxiv

Teamet bemerket at etter hvert som gravitasjonsbølgedetektorer blir mer følsomme, kan fremtidige observasjoner avsløre kvantefluktuasjoner nær horisonten, noe som potensielt kan eksponere fysikk utover generell relativitetsteori. «Dette nye perspektivet åpner spennende muligheter for å teste generell relativitetsteori i det mest ekstreme regimet og for å utforske naturen til eksotiske kompakte objekter», heter det i artikkelen.arxiv