גל כבידה חזק במיוחד שנמדד ב־LIGO איפשר לראשונה לאמת ניסויית את העיקרון שלפיו שטח אופק האירועים של חור שחור אינו יכול לקטון. חשש: הממשל מבקש לסגור את פרויקט LIGO
כמעט עשר שנים לאחר גילוי גלי הכבידה הראשונים, מדענים הכריזו על זיהוי האות החזק ביותר עד כה – שנוצר מהתנגשות שני חורים שחורים בגלקסיה רחוקה. ההתמזגות, שתועדה על ידי מצפה לייזר לגלי כבידה LIGO, אפשרה לבחון את תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין באופן מדויק מתמיד, ואישרה לראשונה בצורה מובהקת את משפט השטח של סטיבן הוקינג, הקובע כי השטח של אופק האירועים של חור שחור יכול רק לגדול ולעולם לא לקטון.
האות התגלה ב־14 בינואר 2025, בזכות שני אינטרפרומטרים בצורת L הממוקמים בלואיזיאנה ובמדינת וושינגטון. קרני לייזר המהדהדות בזרועות באורך 4 קילומטרים משמשות לגילוי גלי כבידה, המתוחים את המרחב בפחות מ־1/100 מרוחב פרוטון. הנתונים מראים שהאות נוצר כאשר חורים שחורים בעלי מסות של 33.6 ו־32.2 מסות שמש נסחפו זה אל זה והתחברו לגוף יחיד. הודות לשדרוגי הרגישות של LIGO, האות החדש היה ברור פי שלושה מהאירוע הראשון שזוהה ב־2015, עם יחס אות־לרעש חסר תקדים של 80.
השלב הדרמטי ביותר במיזוג התרחש לאחר ההתלכדות, כאשר אופק האירועים של החור השחור החדש רטט כמו פעמון שהוכה בעוצמה. התנודה, המכונה "רינגדאון", נמדדה בתדר של 247 הרץ ונמשכה כ־10 אלפיות השנייה בלבד. מעבר לצליל העיקרי, הופיע גם גוון נוסף (overtone) – מעין תנודת משנה – שהיה גלוי וברור לראשונה. העובדה שהתדרים וקצבי הדעיכה של הצליל הראשי ושל הגוון תאמו את התחזיות המתמטיות של היחסות הכללית, סיפקה הוכחה חדה לכך שחורים שחורים מתוארים על פי שני פרמטרים בלבד: מסה וסיבוב.
החוקרים חישבו את שטח אופק האירועים של החור השחור הסופי ומצאו שהוא כ־400 אלף קמ"ר – בקירוב גודלה של יפן. למרות שהחור השחור החדש היה פחות מסיבי מסכום השניים המקוריים (משום שחלק מהמסה נפלטה בגלי כבידה), שטחו היה גדול מסך כל השטחים ההתחלתיים – בדיוק כתחזית משפט השטח של הוקינג. בכך התקבלה הוכחה ניסויית לאחד מהעקרונות התאורטיים היסודיים ביותר בפיזיקה של חורים שחורים.
התגלית ממחישה כיצד השיפורים ברגישות LIGO הפכו את חקר החורים השחורים מתחום תאורטי גרידא לתחום ניסויי מבוסס. כפי שציין הפיזיקאי סקוט יוז מ־MIT, "חורים שחורים לא מצלצלים – הם חובטים". עוצמת האות האחרון היא שאפשרה לראשונה להבחין בבירור בתנודת המשנה. בעתיד, עם המשך שדרוגי LIGO ומצפים חדשים ברחבי העולם, מצפים החוקרים לזהות מצבים נוספים של התנודות, מה שיאפשר מבחני דיוק מחמירים אף יותר ליחסות הכללית. יש מי שמקווים כי בסופו של דבר יתגלה סטייה כלשהי, שתפתח את הדלת לפיזיקה חדשה.
עם זאת, קיים גם ממד פוליטי־תקציבי מאיים: ממשל ארצות הברית שקל לסגור אחת מתחנות LIGO כחלק מקיצוץ עמוק בתקציב הקרן הלאומית למדע. צעד כזה עלול להקטין משמעותית את הרגישות של הניסוי ולצמצם את הסיכוי להמשך גילויים פורצי דרך בתחום.
עוד בנושא באתר הידען:
