תצפיות חדשות של שני חורים שחורים מתמזגים מאמתות תחזיות של סטיבן הוקינג המבוססות על התאוריה של איינשטיין
עשור אחרי הגילוי הראשון של גלי כבידה משני חורים שחורים מתמזגים, שיתוף הפעולה LIGO-Virgo-KAGRA, כולל האסטרונום מקסימיליאנו איזי, קלט עוד אות מאירוע קוסמי זהה כמעט.
הודות להתפתחויות חשובות ברגישות הגלאים, הצוות צפה בהתנגשות בבהירות גדולה פי ארבעה כמעט מהפעם הקודמת, שאפשרה להם לאמת שתי תחזיות תאורטיות ותיקות: חורים שחורים שנוצרים במיזוג לעולם לא מתכווצים, בהתאם לתאוריה של סטיבן הוקינג, והם "מצלצלים" אחרי המיזוג, כפי שחוזה תורת היחסות הכללית של איינשטיין.
"האות הברור ללא תקדים הזה של מיזוג חורים שחורים, המכונה GW250114, מעמיד למבחן כמה מההשערות הכי חשובות לגבי חורים שחורים וגלי כבידה", אמר איזי.
בדיקת משפט שטחי החורים השחורים של הוקינג
ב-1971, הוקינג הציע שאופק האירועים של חור שחור – הגבול החיצוני שמעבר לו שום דבר, אפילו אור, לא יכול להימלט – לעולם לא יכול להתכווץ.
ב-2021, איזי ועמיתיו השתמשו בנתונים ממצפה גלי הכבידה LIGO כדי לבדוק אדוות עתירות אנרגיה במרחב-זמן שנוצרו על ידי התנגשות של חורים שחורים, וסיפקו את האימות התצפיתי הראשון של התחזית של הוקינג. בזמנו הניו יורק טיימז ציין שאם התוצאה הייתה מתפרסמת כשהוקינג היה עדיין בחיים, היא הייתה אולי מזכה אותו בפרס נובל.
הממצאים החדשים מחזקים את המסקנה הקודמת עם דיוק רב בהרבה, ומאשרים ששטח הפנים של החור השחור שנוצר תמיד גדול לפחות כמו השטחים המשולבים של השניים שהתמזגו. הדיוק המשופר הושג באמצעות נתונים משני המצפים של LIGO, במדינת וושינגטון ובלואיזיאנה.
להאזין ל"צלצול" של חורים שחורים
החוקרים גם הצליחו לבודד ולנתח את גלי הכבידה שפלטו החורים השחורים אחרי שהתמזגו. על ידי מדידת הגובה והמשך של הגלים, הם הצליחו ללמוד עוד פרטים על המבנה והתכונות של החור השחור הממוזג. (התהליך פועל באופן מאוד דומה לכך שמניתוח גובה הצליל שפולט מכשיר חלול אפשר לדעת את הגודל והצורה של המכשיר ושל הגוף שפגע בו).
החוקרים אישרו שהחור השחור הממוזג מתאים למה שמכונה "חור שחור מטיפוס קר". המתמטיקאי רוי קר, שפעל בשנות השישים, פתר את משוואות המרחב-זמן של איינשטיין, והציג פתרון מתמטי מפורט של מה צריכים להיות הכבידה, המרחב והזמן של חור שחור.
פיזיקאים מאמינים שהפתרון של קר חייב לתאר את כל החורים השחורים, אבל האימות של זה הוא אתגר ידוע. על ידי חקירת הרעידות של החור השחור הסופי באות הברור באופן יוצא דופן הזה, איזי ושיתוף הפעולה LIGO השיגו את ההוכחה הכי ישירה עד כה שחורים שחורים מתנהגים כפי שקר חזה.
עוד בנושא באתר הידען:
