Гравитационалните бранови – бранувања во простор-времето што се создаваат од насилни космички настани – патуваат со брзина на светлината во сите правци и на крајот исчезнуваат како бранувања на вода. Но, некои настани се толку разорни и екстремни што предизвикуваат нарушувања што се повеќе како моќни бранови отколку нежни бранувања, со доволно енергија за да стигнат до детекторите на Земјата.
LIGO објави дека го детектирала најмасивниот познат судир на црни дупки, чиј краен резултат бил супермасивна црна дупка со маса поголема од 225 пати поголема од масата на Сонцето. Сигналот, означен како GW231123, е во спротивност со познатите модели на ѕвездена еволуција, а физичарите се тркаат да разберат како таков судир би можел воопшто да биде можен.
Сигналот траел 0,1 секунда
LIGO, или Ласерско-интерферометарската опсерваторија за гравитациски бранови, влезе во историјата на физиката во 2015 година кога за прв пат детектираше гравитациски бранови – космичкото ехо од судирот на две црни дупки. Од тоа откритие, наградено со Нобелова награда, меѓународната соработка на LIGO, Virgo (Италија) и KAGRA (Јапонија) продолжи внимателно да ја следи нашата галаксија. Оттогаш, тие открија бројни сигнали од супернови, судири на неутронски ѕвезди и околу 300 спојувања на црни дупки.
Но, GW231123, првпат забележана на 23 ноември 2023 година, се чини дека е сосема нов ѕвер меѓу судирите на црни дупки. Двете супермасивни црни дупки – со маси 137 и 103 пати поголеми од масата на Сонцето – успеаја да останат стабилни и покрај нивната комбинирана маса и се вртеа со брзина 400.000 пати поголема од ротацијата на Земјата, создавајќи уште поголема црна дупка. За споредба, претходниот носител на рекордот, GW190521, имаше маса од околу 140 пати поголема од масата на Сонцето.
„Овие видови настани би требало да бидат невозможни“
Со оглед на гравитационо хаотичната природа на средини на црни дупки, полни со привлечни и одбивни полнежи, извонредно е што овој судир бил доволно стабилен за неговите гравитациски бранови да бидат откриени од LIGO. Сигналот траел 0,1 секунда.
„Според стандардните модели на ѕвездена еволуција, овие видови настани би требало да бидат невозможни“, рече Марк Ханам, член на LIGO и физичар на Универзитетот во Кардиф.
„Една можност е дека овие две црни дупки се формирале од спојување на помали црни дупки“, додаде тој. „Ова е најмасивниот бинарен систем на црни дупки што некогаш сме го забележале со употреба на гравитациски бранови и претставува сериозен предизвик за нашето разбирање за тоа како се формираат црните дупки“.
„Црните дупки се чини дека се вртат многу брзо – речиси на границата дозволена од општата теорија на релативност на Ајнштајн“, објасни Чарли Хој, исто така член на LIGO и физичар на Универзитетот во Портсмут во Англија. „Ова го отежнува моделирањето и толкувањето на сигналот. Тоа е одличен пример што го стимулира развојот на нашите теоретски алатки“.
Далеку од јасен одговор
Научниците ќе ги презентираат своите наоди за GW231123 следната недела на 24-тата Меѓународна конференција за општа релативност и гравитација (GR24) и 16-тата конференција „Едоардо Амалди“ за гравитациски бранови. Двата настани се одржуваат заедно како состанок GR-Амалди во Глазгов, Велика Британија. После тоа, податоците ќе бидат објавени, со што ќе започне трката за откривање на мистериите на GW231123 – иако е малку веројатно дека ќе имаме јасен одговор во скоро време.
„На заедницата ќе ѝ бидат потребни години целосно да го разбере овој сложен сигнал и сè што тој имплицира“, додаде Грегорио Каруло, член на LIGO и физичар на Универзитетот во Бирмингем. „Иако најверојатно станува збор за судир на црна дупка, посложените сценарија може да го држат клучот за толкување на неговите неочекувани карактеристики. Возбудливи времиња нè очекуваат!“
Физичарите првпат ги замислија гравитационите бранови кон крајот на 19 век, но Алберт Ајнштајн беше тој што ја донесе идејата во преден план. Бидејќи не е потребна светлина за да бидат детектирани, гравитационите бранови нудат уникатен начин за набљудување на универзумот и откривање на тајни за црните дупки, древните ѕвезди, па дури и темната материја.
