Новородената черна дупка произвежда звук, предаван от гравитационни вълни, способен да предскаже своята маса и въртене. Днес изследователска група от Масачузетския технологичен институт успя да го „изслуша“ изцяло, нарисувайки модел, който направи възможно изчисляването на свойствата на космическия обект.
Когато една черна дупка се ражда от сблъсъка на други огромни черни дупки, тя „отзвучава“, произвеждайки гравитационни вълни точно като ударен камбана отразява звуковите вълни. Това е, което се съдържа в теорията за общата теория на относителността на Айнщайн , която също предсказва как тонът и разпадът на тези вълни трябва да съставляват пряк подпис на масата и въртенето на новороденото.
Сега знаем, че великият германски физик отново беше прав: моделът на този звук, разработен от MIT, всъщност предсказва масата и въртенето на черната дупка. Ако „слушането“ не е истинска музика, то е в ушите на учените, които за първи път успяха да предоставят на общността поредното експериментално доказателство за теорията на общата теория на относителността, отбелязвайки още една точка по пътя към знанието за произхода на Вселената .
Но има и още нещо: откритието предоставя и доказателство за теоремата „без косми“ за черните дупки , буквално „обезкосмена“ (приписвана на американския физик Джон Арчибалд Уилър), според която тези необикновени и все още загадъчни обекти космиката има само три достъпни характеристики: маса, въртене (или въртене) и електрически заряд, защото останалите са „погълнати“ от хоризонта на събитията.
На гравитационни вълни , тези безкрайно малки вълни в пространство-времето от космически явления далечна и насилие, са експериментално се наблюдава за първи път 14 Сеп 2021 от гравитационна вълна обсерватория лазерен интерферометър (LIGO), идентифициране на "чурулика", тъй като свързан звук и показващ, че това е предизвикано от бързия сблъсък на две огромни черни дупки.
Пикът на сигнала, който е най-силната част от чуруликането, беше пряко свързан със самия момент, когато черните дупки се сблъскаха, сливайки се в една нова черна дупка. Въпреки това, тъй като тази черна дупка излъчва своите гравитационни вълни, нейният характерен пръстен, предполагат физиците, ще бъде твърде слаб, за да го дешифрира сред шума на първоначалния сблъсък. В резултат на това някои следи бяха идентифицирани само известно време след пика, но сигналът беше твърде слаб, за да бъде проучен в детайли.
Сега, когато изглежда, че всичко се е променило, защото ново изследване на MIT успя да открие само върха, показвайки, че е възможно успешно да се изолира специфичен модел на пръстена за новородена черна дупка и конкретно да се идентифицират и измерват два различни тона.
„Откриваме общ сигнал на гравитационната вълна, съставен от няколко честоти, които са атенюирани с различни скорости, като например различните тонове, които образуват звук - обяснява Максимилиано Иси , първи автор на произведението - Всяка честота или тон съответства на вибрационната честота на новата дупка черен.
В този момент изследователите използваха уравненията на общата теория на относителността, за да изчислят масата и въртенето на новообразуваната черна дупка, използвайки новооткритите данни за тона и разпада, и сравниха резултатите с предишни изчисления, направени с други методологии, демонстрирайки нейната последователност.
Перспективите са огромни , защото техниката може да се използва и за обекти, различни от черни дупки.
„В бъдеще ще имаме по-добри детектори на Земята и в космоса и ще можем да видим не само два, но десетки модалности и точно да дефинираме техните свойства - твърди Иси - Ако това не са черни дупки, както Айнщайн прогнозира, но по-екзотичните обекти като червееви дупки или бозонни звезди може да не звучат еднакво и ще имаме шанса да ги видим ”.
Работата е частично финансирана от НАСА, Фондация Шерман Феърчайлд, Фондация Саймънс и Националната научна фондация и е публикувана във Physical Review Letters .
Роберта де Каролис
Корица: MIT News
