התגלה "החור השחור המתנדנד" הכי קיצוני – תופעה אקזוטית שניבאה תאוריית הכבידה של איינשטיין

חוקרים מאוניברסיטת קרדיף זיהו תנועת פיתול מוזרה במסלולם של שני חורים שחורים מתנגשים, תופעה אקזוטית שנחזה על ידי תורת הכבידה של איינשטיין

אסטרונומים באוניברסיטת קרדיף זיהו תנועה סיבובית מוזרה במסלולים של שני חורים שחורים מתנגשים. תאוריית הכבידה של איינשטיין ניבאה את התופעה האקזוטית הזאת.

במחקר שלהם מדווח שזאת הפעם הראשונה שהאפקט הזה, הנקרא נקיפה, נראה בחורים שחורים, והסיבוב מהיר פי 10 מיליארד מאשר בתצפיות קודמות. המחקר בהובלת פרופסור מרק האנאם, ד"ר צ'רלי הוי וד"ר ג'ונתן תומפסון התפרסם ב-12 באוקטובר בכתב העת Nature.

הגלאים המתקדמים וירו וליגו מצאו את מערכת החורים השחורים הבינארית באמצעות גלי כבידה בתחילת 2020. אחד החורים השחורים, שלפי ההערכה מסיבי פי 40 בערך מהשמש שלנו, הוא כנראה הכוכב השחור שנמצא באמצעות גלי כבידה שמסתחרר הכי מהר. בנוסף, בניגוד לכל התצפיות הקודמות, החור השחור המסתובב במהירות עיוות את החלל והזמן עד כדי כך שכל המסלול של המערכת הבינארית התנדנד הלוך ושוב.

ליגו - מצפה גלי הכבידה באמצעות אינטרפרומטר לייזר  - הוא מצפה גלי הכבידה הגדול ביותר בעולם, פלא של הנדסה מדויקת הכולל שני אינטרפרומטרי לייזר שמפרידים ביניהם 3,000 ק"מ. ליגו משתמש בתכונות הפיזיקליות של האור ושל המרחב עצמו כדי לגלות ולהבין את המקור של גלי הכבידה.

הצורה הזאת של נקיפה ספציפית לתאוריית היחסות הכללית של איינשטיין. התוצאות האלה מאמתות את קיומה באירוע הפיזיקלי הכי קיצוני שבו אנו יכולים לצפות, ההתנגשות של שני חורים שחורים.

"תמיד חשבנו שחורים שחורים בינאריים יכולים לעשות את זה", אמר פרופסור מרק האנאם מהמכון לחקר הכבידה של אוניברסיטת קרדיף. "קיווינו למצוא דוגמה מאז הגילויים הראשונים של גלי כבידה. היינו צריכים לחכות חמש שנים ויותר משמונים גילויים נפרדים, אבל סוף-סוף יש לנו אחת".

דוגמה יותר מעשית של נקיפה היא הנדנוד של סביבון, שעשוי להתנדנד - או לנקוף - כל כמה שניות. לעומת זאת, הנקיפה ביחסות הכללית היא בדרך כלל אפקט כל כך חלש שהיא לא מורגשת. בדוגמה הכי מהירה שנמדדה בעבר מכוכבי נייטרונים מקיפים הנקראים פולסרים בינאריים, עברו יותר מ-75 שנים עד הנקיפה של המסלול. החור השחור הבינארי במחקר הזה, המוכר בשם GW200129 (על שם התאריך בו ניצפה, 29 בינואר 2020), נוקף כמה פעמים בכל שנייה - אפקט שחזק פי 10 מיליארד ממה שנמדד בעבר.

ד"ר ג'ונתן תומפסון, גם הוא מאוניברסיטת קרדיף, הסביר: "זה אפקט שקשה מאוד לזהות. גלי כבידה הם מאוד חלשים וכדי לגלות אותם צריך את ציוד המדידה הכי רגיש בהיסטוריה. הנקיפה היא אפקט חלש אפילו יותר שקבור בתוך האות החלש ממילא, כך שהצטרכנו לעשות ניתוח קפדני כדי לחשוף אותה".

למאמר המדעי