Tíz évvel ezelőtt sikerült a világon elsőként bizonyítani a gravitációs hullámok létezését, a jeles évfordulót pedig egy különleges bejelentéssel ünnepelték a kutatók. A Lézerinterferométeres Gravitációs hullám Obszervatórium (LIGO) kutatói közzétették az eddig észlelt legtisztább jel adatait, amely lehetővé tette számukra, hogy igazolják Stephen Hawking 1971-es elméletét a fekete lyukakkal kapcsolatban.
A világhírű fizikus feltételezése szerint amikor két fekete lyuk összeütközik, akkor a létrejövő új fekete lyuk eseményhorizontja nagyobb, mint az egyes fekete lyukak összege.
A kutatók 2025. január 14-én figyelték meg az említett jelet, ami azóta GW250114 néven ismert. Hasonló az elsőként megfigyelt gravitációs hullámhoz, a GW150914-hez: mindkettő esetén 30-40 naptömegű fekete lyukak ütköztek össze, és mindkettő körülbelül 1,3 milliárd fényévnyire történt a Földtől. A különbség a gravitációs hullámok mérésének fejlődésében rejlik.
Simona Miller, a Caltech tudósa és a Physical Review Letters című tudományos lapban megjelent publikáció társszerzője szerint a GW250114 a leghangosabb gravitációs hullámjel, amit eddig sikerült megfigyelni. Annyira hangos, hogy a jel amplitúdója sokkal nagyobb, mint a szerkezet által rögzített háttérzaj.
Miller szerint az egész olyan, mintha egy halkan beszélgető asztaltársaságnál valaki egyszer csak hangosan felnevetne, vagy felkiáltana.
A jel tisztaságának köszönhetően a csapat meg tudta mérni a két fekete lyuk területét az ütközés előtt, valamint a keletkező új fekete lyuk területének méretét. A két szülő fekete lyuk teljes felülete 240 000 négyzetkilométer volt, az összeolvadás után azonban 400 ezer négyzetkilométeresre nőtt az új fekete lyuk.
Mivel a GW250114 ilyen hangos, sokkal nagyobb pontossággal tudták a kutatók megmérni a körülötte keringő fekete lyukak tömegét és spinjét, mint a korábbi jelek esetében. Sőt, még az ütközésből származó maradék fekete lyuk tömegét és spinjét is mérni tudták. Mivel egy fekete lyuk területét közvetlenül a tömegéből és a spinjéből számítják ki, lehetővé vált, hogy Hawking elméletének helyességét a gyakorlatban is teszteljék.
Egy fekete lyuk területe összefügg az entrópiájával – vagyis a rendezetlensége mértékével. Ahogy az entrópia növekszik, úgy kellene növekednie a fekete lyuk méretének is. Van azonban egy fenntartás: Hawking azt feltételezte, hogy a fekete lyukak sugározhatnak és veszíthetnek tömegükből, növelve az univerzum általános entrópiáját, és ezáltal csökkentve a területüket.
A számítások azt mutatták, hogy Hawkingnak igaza volt, a két egyesülő fekete lyuk egy harmadik, sokkal nagyobbat hozott létre.
„A most elvégzett méréseink továbbra is a legpontosabb mérések, amelyeket az emberiség valaha is elért a tudomány és a mérnöki tudományok bármely területén” – mondta Vicky Kalogera, a LIGO egyik vezető asztrofizikusa az IFLScience-nek.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
