Zabilježen sudar dvije crne rupe: Fizičari smatraju da to ne bi trebalo biti moguće
Gravitacioni talasi – mreškanja u prostor-vremenu koja nastaju tokom nasilnih kosmičkih događaja – putuju brzinom svjetlosti u svim smjerovima i s vremenom slabe poput krugova na vodi. Ali neki su događaji toliko razorni i ekstremni da uzrokuju poremećaje koji više liče snažnim talasima nego blagim mreškanjima, s dovoljno energije da stignu i do detektora na Zemlji.
LIGO kolaboracija je objavila da je detektovala najmasivniji poznati sudar crnih rupa, čiji je konačni rezultat ogromna crna rupa mase veće od 225 Sunčevih masa. Signal označen kao GW231123 protivrječi poznatim modelima zvjezdane evolucije, pa su fizičari u trci da shvate kako je takav sudar uopšte moguć.
Signal je trajao 0,1 sekundu
LIGO, odnosno Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory, ušao je u istoriju fizike 2015. kad je prvi put detektovao gravitacione talase – kosmički odjek sudara dvije crne rupe. Od te Nobelom nagrađene detekcije, međunarodna kolaboracija LIGO, Virgoa (Italija) i KAGRA (Japan) nastavlja pomno nadzirati našu galaksiju. Otad su detektovali brojne signale nastale u supernovama, sudarima neutronskih zvijezda i oko 300 spajanja crnih rupa.
Ali GW231123, prvi put opažen 23. novembra 2023. godine, djeluje kao potpuno nova zvijer među sudarima crnih rupa. Dvije velike crne rupe – mase 137 i 103 Sunčeve mase – uspjele su ostati stabilne uprkos zajedničkoj masi i zavrtili se brzinom 400.000 puta većom od rotacije Zemlje, stvarajući još veću crnu rupu. Za poređenje, prethodni rekorder, GW190521, imao je masu od otprilike 140 Sunčevih masa.
S obzirom na gravitacijski haotičnu prirodu okruženja crnih rupa, punu naboja privlačenja i odbijanja, specifično je da je ovaj sudar bio dovoljno stabilan da njegove gravitacione talase LIGO može detektovati. Signal je trajao 0,1 sekundu.
“Prema standardnim modelima zvjezdane evolucije, ovakvi događaji bi trebali biti nemogući”, rekao je Mark Hannam, član LIGO-a i fizičar sa Univerziteta u Cardiffu.
“Jedna mogućnost je da su ove dvije crne rupe nastale spajanjem manjih crnih rupa”, dodao je.
“Ovo je najmasivniji binarni sistem crnih rupa koji smo dosad uočili putem gravitacionih talasa i predstavlja ozbiljan izazov za naše razumijevanje nastanka crnih rupa.”
“Crne rupe izgledaju kao da se vrte vrlo brzo – gotovo na granici dopuštenoj Einsteinovom opštom teorijom relativiteta”, objasnio je Charlie Hoy, takođe član LIGO-a i fizičar sa Univerziteta Portsmouth u Engleskoj.
“To signal čini teškim za modeliranje i interpretaciju. To je sjajan primjer koji podstiče razvoj naših teorijskih alata.”
Daleko od jasnog odgovora
Naučnici će svoja otkrića o GW231123 predstaviti iduće sedmice na 24. Međunarodnoj konferenciji o opštoj relativnosti i gravitaciji (GR24) i 16. konferenciji Edoardo Amaldi o gravitacijskim talasima. Dva se događaja održavaju zajedno kao GR-Amaldi skup u Glasgowu u Ujedinjenom Kraljevstvu. Nakon toga, podaci će biti javno objavljeni, čime počinje trka za razotkrivanje misterija GW231123 – iako je malo vjerojatno da ćemo uskoro imati jasan odgovor.
“Zajednici će trebati godine da potpuno razjasni ovaj složeni signal i sve što on implicira”, dodao je Gregorio Carullo, član LIGO-a i fizičar sa Univerziteta u Birminghamu.
“Iako je najvjerojatnije riječ o sudaru crnih rupa, složeniji scenariji možda će biti ključ za tumačenje njegovih neočekivanih osobina. Pred nama su uzbudljiva vremena!”
Fizičari su prvi put zamislili gravitacijske talase još krajem 19. vijeka, ali ideju je u središte pažnje doveo Albert Einstein. Budući da za detekciju ne zahtijevaju svjetlost, gravitacijski talasi pružaju jedinstven način posmatranja svemira i otkrivanja tajni o crnim rupama, drevnim zvijezdama, pa čak i o tamnoj tvari, prenosi index.hr.
