Detektor fal grawitacyjnych LIGO był świadkiem zderzenia i scalenia dwóch małych czarnych dziur w jedno, potwierdzając, że początkowe odkrycie fal grawitacyjnych nie było wypadkiem.
Kilka miesięcy po historycznym odkryciu fal grawitacyjnych fizycy zrobili to ponownie! LIGO odkrył kolejną kolizję czarnej dziury i potwierdził, że pierwsza detekcja fal grawitacyjnych nie jest jednorazowa.
26 grudnia niezwykle słabe fale czasoprzestrzenne, które przeszły przez naszą planetę, spowodowały, że obserwatorium laserowego interferometru fal grawitacyjnych lub LIGO słuchało. Detektor wykrył charakterystyczne „ćwierkanie” fali grawitacyjnej. A to oznacza, że ponownie byliśmy świadkami zderzenia katastrofalnych rozmiarów.
Te fale w czasoprzestrzeni zostały po raz pierwszy wprowadzone przez Alberta Einsteina ponad 100 lat temu, kiedy sformułował swoją ogólną teorię względności. Ale dopiero teraz ludzkość ma narzędzia, które mogą udowodnić ich istnienie. A to ostatnie odkrycie jest dowodem na to, że Einstein miał rację.
W galaktyce w odległości około 1, 4 miliarda lat świetlnych od Ziemi, dwie małe czarne dziury utknęły w nieuniknionej spirali grawitacyjnej. Ich los był przypieczętowany: coraz bardziej się zbliżali, aż szybko się owinęli, zderzając i łącząc się w jedno. Podobnie jak w przypadku pierwszego historycznego wykrycia fal grawitacyjnych we wrześniu, ten ostatni sygnał powstał z połączenia czarnej dziury. Co ciekawe, to ostatnie wydarzenie, o nazwie GW151226, obejmowało czarne dziury, które są znacznie mniejsze. Ta para ważyła tylko 14 i 8 razy więcej niż słońce. W tym czasie wrześniowe wydarzenie o nazwie GW150914 składało się z dwóch łączących się czarnych dziur o masie 29 i 36 razy większej od masy Słońca. Podczas obu zdarzeń, podczas gdy pary czarnych dziur łączyły się w zasadę helisy, deformowały one przestrzeń i czas, tworząc fale grawitacyjne. Podczas zderzeń „nowe”, masywniejsze czarne dziury, które powstały w wyniku zderzeń i informacji o tych połączeniach, miały sygnały w swoich zakodowanych falach, które byliśmy w stanie wykryć i rozszyfrować.
Grudniowe wydarzenie stworzyło nową czarną dziurę w 21 masach słonecznych. Ale podczas zderzenia cała masa słoneczna została przekształcona z materii w energię, powodując potężne wybuchowe fale grawitacyjne w przestrzeni międzygalaktycznej.
„Bardzo ważne jest, aby te czarne dziury były znacznie mniej masywne niż te zaobserwowane po ich pierwszym wykryciu” - powiedziała Gabriela González, rzeczniczka LIGO Scientific Collaboration (LSC) w oświadczeniu. „Ze względu na ich lżejsze masy spędzili więcej czasu (około jednej sekundy) w czułym obszarze detektorów. Jest to obiecujący początek, który pomoże udokumentować populacje czarnej dziury w naszym wszechświecie. ” LIGO składa się z dwóch detektorów w kształcie „L” (laserów) zlokalizowanych w Luizjanie i Waszyngtonie, niecałe 2000 mil od siebie. Każdy budynek składa się z dwóch prostopadłych 2, 5 km tuneli, które mają niezwykle czułe interferometry laserowe. Projekt, finansowany przez National Science Foundation i zarządzany przez fizyków Caltecha i MIT, został w ubiegłym roku zmieniony na wrażliwość, co pozwala Advanced LIGO wykryć nawet bardzo niewielkie wahania czasoprzestrzeni, takie jak fale grawitacyjne, które nas ogarnęły.
A „słaby” to łagodnie. Zaawansowane LIGO może wykryć najmniejszą krzywiznę z dokładnością 10 000 razy mniejszą niż szerokość protonu.
Drugie odkrycie „naprawdę wprowadziło„ O ”jako obserwatorium w LIGO” - powiedział Albert Lazzarini, zastępca dyrektora laboratorium LIGO w Caltech. „Dzięki odkryciu dwóch potężnych wydarzeń w ciągu czterech miesięcy od naszego pierwszego uruchomienia możemy przewidzieć, jak często fale grawitacyjne są słyszalne w przyszłości. LIGO daje nam nowy sposób obserwowania najciemniejszych i najbardziej energetycznych wydarzeń w naszym wszechświecie. ”
Po raz pierwszy ludzkość wpadła na pomysł „ciemnego” wszechświata, obszaru, który wciąż jest dla nas niewidoczny. Zderzenie dwóch czarnych dziur niekoniecznie generuje jakiekolwiek emisje w widmie elektromagnetycznym (to znaczy światło). Tak więc tradycyjna astronomia w większości nie może być świadkiem tych wydarzeń. Ale LIGO „czuje” ruch czasoprzestrzeni, szukając tych gwałtownych zderzeń. „Wraz z pojawieniem się Advanced LIGO, spodziewaliśmy się, że naukowcom uda się ostatecznie wykryć nieoczekiwane zdarzenia, ale te dwa wydarzenia wciąż przekraczają nasze oczekiwania”, powiedziała dyrektor NSF (National Science Foundation) Frances A. Cordova.
Teraz Advanced LIGO stał się wystarczająco czuły, aby wykryć najpotężniejsze zjawiska grawitacyjne we Wszechświecie. Gdy staje się coraz bardziej wrażliwa, trudno przewidzieć, co jeszcze znajdziemy w nocy grawitacyjnej.
