شفقنا – دانشمندان موفق به شناسایی امواجی در بافت فضا-زمان شدهاند که از برخورد شدید دو سیاهچاله عظیم به وجود آمدهاند. این دو سیاهچاله با چرخش به دور یکدیگر، در نقطهای بسیار دورتر از لبه کهکشانی راه شیری، به یکدیگر نزدیک شدهاند.
به گزارش سرویس ترجمه شفقنا به نقل از گاردین، هر یک از این سیاهچالهها بیش از ۱۰۰ برابر جرم خورشید بودند. آنها مدتها پیش به دور یکدیگر میچرخیدند تا اینکه سرانجام با هم برخورد کردند و سیاهچالهای حتی عظیمتر را در فاصلهای حدود ۱۰ میلیارد سال نوری از زمین پدید آوردند.
این رویداد، سنگینترین ادغام سیاهچالهای است که تاکنون توسط آشکارسازهای امواج گرانشی ثبت شده و باعث شده فیزیکدانان مدلهای خود درباره چگونگی شکلگیری این اجرام عظیم را بازبینی کنند. این سیگنال زمانی ثبت شد که به آشکارسازهایی در زمین رسید که حساسیت آنها به قدری بالاست که میتوانند لرزشهایی در فضا-زمان را اندازهگیری کنند که هزاران بار کوچکتر از عرض یک پروتون هستند.
پروفسور مارک هانام، رئیس مؤسسه اکتشاف گرانش در دانشگاه کاردیف، در اینباره گفت: اینها شدیدترین رویدادهایی هستند که میتوانیم در جهان مشاهده کنیم، اما وقتی سیگنالها به زمین میرسند، ضعیفترین پدیدههایی هستند که قادر به اندازهگیری آنها هستیم. زمانی که این امواج به زمین میرسند، بسیار کوچک شدهاند.
شواهد مربوط به برخورد سیاهچالهها در تاریخ ۲۳ نوامبر ۲۰۲۳ ثبت شد؛ زمانی که دو آشکارساز واقع در ایالتهای واشنگتن و لوئیزیانای آمریکا که توسط رصدخانه تداخلسنجی لیزری امواج گرانشی (LIGO) اداره میشوند، به طور همزمان واکنش نشان دادند.
این لرزش ناگهانی در فضا-زمان باعث شد آشکارسازها به مدت یکدهم ثانیه منبسط و منقبض شوند؛ لحظهای کوتاه که فاز موسوم به «فروکش حلقهای» را ثبت کرد؛ زمانی که دو سیاهچاله ادغامشده، سیاهچالهای جدید را تشکیل دادند که پیش از تثبیت و آرام شدن، «زنگ» میزد.
تحلیل این سیگنال نشان داد که جرم سیاهچالههای برخوردکننده به ترتیب ۱۰۳ و ۱۳۷ برابر جرم خورشید بوده و با سرعتی حدود ۴۰۰ هزار برابر سرعت چرخش زمین میچرخیدهاند—نزدیک به حد نظری سرعت چرخش برای چنین اجرامی.
پروفسور هانام که عضو همکاری علمی پروژه لایگو است، افزود: اینها سنگینترین سیاهچالههایی هستند که ما با استفاده از امواج گرانشی اندازهگیری کردهایم. و عجیب هستند، زیرا دقیقاً در محدوده جرمهایی قرار دارند که به دلیل مجموعهای از پدیدههای عجیب و غریب، انتظار نمیرود سیاهچالهای در آن محدوده شکل بگیرد.
اکثر سیاهچالهها زمانی شکل میگیرند که ستارگان پرجرم، سوخت هستهای خود را به پایان میرسانند و در پایان چرخه زندگیشان فرو میریزند. این اجرام با چگالی بسیار بالا، فضا-زمان را چنان دگرگون میکنند که افق رویداد پدید میآید؛ مرزی که هیچ چیز – حتی نور – نمیتواند از آن فرار کند.
فیزیکدانان در پروژه لایگو حدس میزنند که سیاهچالههایی که در این رویداد به هم برخورد کردند، خود حاصل ادغامهای قبلی بودهاند. این امر میتواند توضیح دهد که چرا آنها اینقدر پرجرم بودهاند و چرا با چنین سرعت زیادی میچرخیدهاند، زیرا سیاهچالههای ادغامشده معمولاً مقداری چرخش را به شیء جدید منتقل میکنند.
هانام در اینباره گفت: پیش از این نشانههایی از این موضوع دیده بودیم، اما این شدیدترین نمونه است.
دانشمندان تاکنون حدود ۳۰۰ مورد ادغام سیاهچالهها را از طریق امواج گرانشی آنها شناسایی کردهاند. تا پیش از این، سنگینترین ادغام ثبتشده، سیاهچالهای با جرمی حدود ۱۴۰ برابر خورشید تولید کرده بود. اما ادغام اخیر، سیاهچالهای با جرمی تا ۲۶۵ برابر جرم خورشید پدید آورده است.
پیش از آنکه نخستین آشکارسازهای امواج گرانشی در دهه ۱۹۹۰ ساخته شوند، دانشمندان تنها از طریق تابشهای الکترومغناطیسی – مانند نور مرئی، مادون قرمز و امواج رادیویی – قادر به مشاهده جهان بودند. اما رصدخانههای امواج گرانشی دیدگاهی کاملاً نو به کیهان ارائه میدهند و به پژوهشگران اجازه میدهد رویدادهایی را ببینند که پیش از این از چشم آنها پنهان مانده بودند.
هانام در پایان گفت: معمولاً اتفاقی که در علم میافتد این است که وقتی به جهان هستی به شیوهای متفاوت نگاه میکنید، چیزهایی را کشف میکنید که انتظارش را نداشتید و تمام تصویرتان دگرگون میشود. آشکارسازهایی که برای ۱۰ تا ۱۵ سال آینده برنامهریزی شدهاند، قادر خواهند بود تمام ادغامهای سیاهچالهای در جهان را مشاهده کنند – و شاید شگفتیهایی که انتظارشان را نداشتیم نیز ظهور پیدا کنند.
این خبر را اینجا ببینید.
