Politica 89.8
Κατακλυσμιαία σύγκρουση μελανών οπών δικαιώνει τον Αϊνστάιν και τον Χόκινγκ
Η βίαιη σύγκρουση ανάμεσα σε δύο μαύρες τρύπες σε απόσταση ενός δισεκατομμυρίου ετών φωτός προκάλεσε κυματισμούς στον χωροχρόνο που καταγράφηκαν στη Γη και επιβεβαίωσαν προβλέψεις των μεγάλων φυσικών Άλμπερτ Αϊνστάιν και Στίβεν Χόκινγκ.
Η μελέτη που δημοσιεύεται στο έγκριτο Physical Review Letters εξετάζει τα λεγόμενα βαρυτικά κύματα, κυματισμούς στην υφή του χωροχρόνου που πηγάζουν από επιταχυνόμενα αντικείμενα μεγάλης μάζας, όπως μαύρες τρύπες και άστρα νετρονίων που συγκρούονται.
Τα βαρυτικά κύματα, φαινόμενο που προέβλεψε ο Αϊνστάιν το 1916, εξαπλώνονται σφαιρικά με την ταχύτητα του φωτός και ουσιαστικά αλλάζουν ανεπαίσθητα τις αποστάσεις μεταξύ των αντικειμένων. Για έναν παρατηρητή που βρίσκεται στο δρόμο τους, τα κύματα αυτά περιοδικά τεντώνουν τον χώρο σε μια διάσταση, ας πούμε κατά μήκος, και τον συρρικνώνουν σε μια άλλη διάσταση, ας πούμε κατά πλάτος.
Καλλιτεχνική απεικόνιση των βαρυτικών κυμάτων που παράγουν δύο μαύρες τρύπες σε τροχιά η μία γύρω από την άλλη (R. Hurt/Caltech-JPL)
Επιβεβαίωση
Η ανάλυση των συχνοτήτων επιβεβαιώνει δύο βασικές προβλέψεις. Σύμφωνα με την πρώτη, η οποία προκύπτει από τη Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν, οι μαύρες τρύπες είναι απλά αντικείμενα που μπορούν να περιγραφούν μόνο με δύο αριθμούς, τη μάζα και την περιστροφή τους. Η αυξημένη ευαισθησία του LIGO επιβεβαίωσε ότι η δομή των βαρυτικών κυμάτων βρίσκεται σε συμφωνία με αυτή την υπόθεση.
Η δεύτερη υπόθεση που επιβεβαιώνει η μελέτη είναι ένα θεώρημα του βρετανού φυσικού Στίβεν Χόκινγκ, σύμφωνα με το οποίο η συνολική επιφάνεια μιας μαύρης τρύπας (δηλαδή η επιφάνεια του ορίζοντα των γεγονότων, το όριο πέρα από το οποίο τίποτα δεν μπορεί να δραπετεύσει τη βαρυτική έλξη της μαύρης τρύπας) δεν μειώνεται ποτέ -μπορεί μόνο να αυξάνεται όπως κι αν αλλάξει η μάζα ή η περιστροφή της.
Η ανάλυση δείχνει ότι, πριν από τη σύγκρουση, οι δύο αρχικές μαύρες τρύπες είχαν συνολική επιφάνεια 240.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων (περίπου όσο η Βρετανία), ενώ η μαύρη τρύπα που προέκυψε είχε επιφάνεια 400.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων (περίπου όσο η Ιαπωνία).
«Είναι η πρώτη φορά που πετύχαμε μια μέτρηση τέτοιας ακρίβειας. Είναι συναρπαστικό να έχουμε άμεση πειραματική επιβεβαίωση μιας τέτοιας σημαντικής ιδέας για τη συμπεριφορά των μελανών οπών» σχολίασε στο Reuters ο Ουίλ Φαρ του Πανεπιστημίου Stony Brook, μέλος της ερευνητικής ομάδας.
Το θεώρημα του Χόκινγκ «είναι ένα πραγματικά θεμελιώδες, καθαρό θεώρημα της γενικής σχετικότητας. Είναι φανταστικό να το βλέπουμε να επιβεβαιώνεται» δήλωσε στο Science ο Κλίφορντ Ουίλ του Πανεπιστημίου της Φλόριντα.
Με τη βελτίωση των ανιχνευτών, η μελέτη των βαρυτικών κυμάτων θα μπορούσε να προσφέρει νέα στοιχεία για τις μαύρες τρύπες, μυστηριώδη αντικείμενα που κανείς δεν γνωρίζει με βεβαιότητα τι κρύβουν στο κέντρο τους.
Δυστυχώς, όμως, οι προοπτικές προόδου απειλούνται λόγω της κυβέρνησης του Ντόναλντ Τραμπ. Στην πρόταση προϋπολογισμού που παρουσίασε τον Ιούνιο, ο Λευκός Οίκος πρότεινε για λόγους οικονομίας το κλείσιμο ενός από τους δύο ανιχνευτές LIGO, οι οποίοι βρίσκονται στις πολιτείες της Λουιζιάνα και της Ουάσιγκτον.
Ενδεχόμενο κλείσιμο θα ήταν βαρύ πλήγμα για την αστρονομία, δεδομένου ότι οι δύο άλλοι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων που λειτουργούν σήμερα, το VIRGO στην Ιταλία και το KAGRA στην Ιαπωνία, προσφέρουν πολύ μικρότερη ευαισθησία.
