Το παρατηρητήριο LIGO γιορτάζει 10 χρόνια πρωτοπορίας στην επιστήμη των βαρυτικών κυμάτων και μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Physical Review Letters» επιβεβαιώνει προβλέψεις κορυφαίων φυσικών, όπως ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο Στίβεν Χόκινγκ και ο Ρόι Κερ ανοίγοντας ενδεχομένως νέους δρόμους προς μια θεωρία κβαντικής βαρύτητας.
Η τελευταία επιτυχία του LIGO προέκυψε από την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, δηλαδή μικροσκοπικών «ρυτιδώσεων» στον χωροχρόνο, που είχαν προβλεφθεί από τον Αϊνστάιν το 1915 με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας. Τα πρόσφατα ανιχνευμένα κύματα δημιουργήθηκαν από τη σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών καθεμιάς περίπου 32 φορές πιο μεγάλης σε μάζα από τον Ήλιο.
Στις 14 Σεπτεμβρίου, το LIGO θα γιορτάσει δέκα χρόνια από την πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων το 2015, το σήμα GW150914, που ταξίδεψε 1,3 δισ. χρόνια μέχρι τη Γη. Εκείνη η ανίχνευση εγκαινίασε μια εντελώς νέα μέθοδο αστρονομίας, την «ακρόαση» του χωροχρόνου αντί της παρατήρησης με ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Έκτοτε το LIGO και άλλα αντίστοιχα συστήματα παρατήρησης του (το Virgo στην Ευρώπη και το KAGRA στην Ιαπωνία) έχουν εντοπίσει δεκάδες σήματα, από συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών και αστέρων νετρονίων μέχρι σπάνιες «μεικτές» συγχωνεύσεις.
Το νέο σήμα, GW250114 είναι το πιο ισχυρό που έχει καταγραφεί. Επιβεβαιώνει την πρόβλεψη του Χόκινγκ το 1971 ότι το συνολικό εμβαδόν του ορίζοντα γεγονότων μετά τη συγχώνευση δεν μπορεί να μικρύνει μόνο να αυξηθεί.
Ορίζοντας γεγονότων είναι η περιοχή γύρω από μια μαύρη τρύπα όπου η βαρυτική έλξη είναι τόσο ισχυρή που η ταχύτητα διαφυγής είναι μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός. Δεν είναι μια σταθερή επιφάνεια αλλά ένα θεωρητικό όριο στην καμπυλότητα του χωροχρόνου γύρω από την μαύρη τρύπα. Ορίζει ένα σημείο χωρίς επιστροφή: Οτιδήποτε περάσει τον ορίζοντα γεγονότων δεν μπορεί να επιστρέψει στο Σύμπαν ούτε δεδομένα ούτε καν το ίδιο το φως.
Οι τόνοι
Οι δύο μαύρες τρύπες της συγχώνευσης στη νέα μελέτη είχαν συνολική επιφάνεια 240,000 τ.χλμ. (όσο περίπου η Βρετανία) ενώ η τελική μαύρη τρύπα έφτασε τα 400,000 τ.χλμ. (όσο περίπου η Σουηδία).
Επιβεβαιώθηκε επίσης η θεωρία του Κερ: η «φωνή» μιας μαύρης τρύπας (οι συχνότητες του ringdown) εξαρτάται μόνο από δύο παραμέτρους, τη μάζα και την περιστροφή της. Για πρώτη φορά, το LIGO ανίχνευσε δύο τέτοιους «τόνους», προσφέροντας αδιάσειστα στοιχεία ότι οι αστροφυσικές μαύρες τρύπες έχουν τη γεωμετρία που περιέγραψε ο Κερ.
Αυτό το επίτευγμα θυμίζει το GW150914 μόνο που τώρα το σήμα ήταν τριπλάσιας έντασης. Οι συνεχείς τεχνολογικές βελτιώσεις επιτρέπουν στο LIGO να μετρά παραμορφώσεις στον χωροχρόνο 10,000 φορές μικρότερες από το πλάτος ενός πρωτονίου. Ο Κιπ Θορν, βραβευμένος με Νόμπελ το 2017 για το LIGO, σχολίασε ότι όταν προτάθηκε η ιδέα το 1972 φαινόταν σχεδόν αδύνατη: «Χρειάστηκε να εφεύρουμε μια εντελώς νέα τεχνολογία για να ξεπεράσουμε τον θόρυβο και να βρούμε το σήμα».
Ο Αϊνστάιν πίστευε ότι τέτοιες ανιχνεύσεις θα ήταν αδύνατες. Κι όμως, σήμερα, δέκα χρόνια μετά, το LIGO συνεχίζει να ανοίγει ένα νέο παράθυρο στο Σύμπαν.
Naftemporiki.gr
