Kad su se dvije neutronske zvijezde srušile zajedno daleko u svemiru, stvorile su snažno tresenje u svemiru - gravitacijski valovi koje su znanstvenici otkrili na Zemlji 2017. Sada, prolazeći kroz te snimke gravitacijskog vala, par fizičara misli da su pronašli dokaze o crna rupa koja bi narušila uredan model izvučen iz teorije opće relativnosti Alberta Einsteina.
U općoj relativnosti, crne su rupe jednostavni predmeti: beskonačno komprimirane jedinstvenosti ili točke materije, okružene glatkim horizontima događaja kroz koje ne može pobjeći svjetlost, energija ili materija. Do sada je svaki model podataka koji smo iz crne rupe prikupio podržavao ovaj model.
Ali 1970-ih Stephen Hawking napisao je niz radova u kojima sugerira da granice crnih rupa nisu tako glatke. Umjesto toga, one zamagljuju zahvaljujući nizu učinaka povezanih s kvantnom mehanikom koji omogućuju "Hawkingovom zračenju" da pobjegne. U godinama od kada su se pojavili brojni alternativni modeli crnih rupa u kojima će oni glatki, savršeni horizonti biti zamijenjeni blistavijim, nejasnijim membranama. U novije vrijeme, fizičari su predviđali da će ta fuza biti posebno intenzivna oko novoformiranih crnih rupa - dovoljno značajnih da odražavaju gravitacijske valove, proizvodeći odjek u signalu stvaranja crne rupe. Nakon naleta neutronske zvijezde, dva fizičara misle da su pronašli tu vrstu odjeka. Oni tvrde da crna rupa koja je nastala kad su se neutronske zvijezde spojile zvoni poput odjeka zvona i razbijajući jednostavnu fiziku crnih rupa.
Ako je odjek pravi, onda to mora biti iz pukotine kvantne crne rupe, rekao je koautor studije Niayesh Afshordi, fizičar na Sveučilištu Waterloo u Kanadi.
"U Einsteinovoj teoriji relativnosti materija može kružiti oko crnih rupa na velikim daljinama, ali trebala bi pasti u crnu rupu u blizini horizonta događaja", izjavio je Afshordi za Live Science.
Dakle, u neposrednoj blizini crne rupe, ne bi smio postojati bilo kakav labavi materijal koji bi odjeknuo gravitacijskim valovima. Čak bi i crne rupe koje se okružuju diskovima materijala trebale imati praznu zonu oko horizonta događaja, rekao je.
"Kašnjenje u vremenu koje očekujemo (i promatramo) za naše odjeke ... može se objasniti samo ako neka kvantna struktura sjedi samo izvan njihovih horizonta događaja", rekao je Afshordi.
To je pauza od obično nepokolebljivih predviđanja opće relativnosti.
U skladu s tim, podaci postojećih gravitacijskih detektora valova su bučni, teško ih je pravilno interpretirati i skloni lažnim pozitivnim nalazima. Gravitacijski val koji odjekuje s nekim kvantnim zaletom oko crne rupe bila bi posve nova vrsta otkrivanja. Ali Afshordi je rekao da bi u trenutku nakon spajanja taj fuz trebao biti dovoljno intenzivan da tako oštro reflektira gravitacijske valove da bi ga mogli vidjeti postojeći detektori.
Joey Neilsen, astrofizičar sa sveučilišta Villanova u Pennsylvaniji koji nije bio uključen u ovaj rad, rekao je da je rezultat uvjerljiv - posebno zato što su se odjeci pojavili u više detektora gravitacijskog vala.
"To je uvjerljivije od kombiniranja s podacima koji traže specifičnu vrstu signala i govoreći: 'aha!' kad ga nađete ", rekao je Neilsen za Live Science.
Ipak, rekao je, trebat će vidjeti više informacija prije nego što bude apsolutno uvjeren da su odjeci stvarni. U radu nisu obuhvaćene druge gravitacijske detekcije valova prikupljene u roku od oko 30 sekundi od prijavljenih odjeka, rekao je Neilsen.
"Budući da su proračuni značajnosti toliko osjetljivi na način na koji birate i birate svoje podatke, želio bih detaljnije razumjeti sve te značajke prije nego što iznesem čvrste zaključke", rekao je.
Maximiliano Isi, astrofizičar s MIT-a, bio je skeptičan.
"To nije prva tvrdnja ove naravi koja dolazi iz ove skupine", rekao je on Live Science.
"Nažalost, druge skupine nisu mogle reproducirati svoje rezultate, a ne zbog nedostatka pokušaja."
Isi je ukazao na niz radova koji nisu uspjeli pronaći odjeke u istim podacima, od kojih je jedan, objavljen u lipnju, opisao kao "sofisticiraniju, statistički robusnu analizu".
Afshordi je rekao da ovaj njegov novi rad ima prednost u tome što je daleko osjetljiviji od prethodnog rada, sa snažnijim modelima za otkrivanje slabijih odjeka. Dodavši: "nalaz koji smo izvijestili ... statistički je najznačajniji od desetak pretraga, kao što je imao lažnu mogućnost alarma otprilike 2 od 100.000. "
Čak i ako je odjek stvaran, znanstvenici još uvijek ne znaju točno koji je egzotični astrofizički objekt stvorio taj fenomen, dodao je Neilsen.
"Ono što je toliko zanimljivo u ovom slučaju je da nemamo pojma što je ostalo nakon prvobitnog spajanja: Je li se formirala crna rupa ili je postojao neki egzotični, kratkotrajni srednji objekt?" Rekao je Neilsen. "Ovdje je najlakše smisliti rezultate ako je ostatak hipermasivan koji se sruši u sekundi ili slično, ali ovdje prikazani odjek nije uvjerljiv da se takav scenarij zapravo i dogodio."
Moguće je da ima odjeka u podacima, rekao je Isi, što bi bilo izuzetno značajno. Jednostavno još nije uvjeren.
Bez obzira na način na koji se svi podaci istrese, rekao je Neilson, jasan je rezultat ovdje ukazivanje na nešto što je vrijedno istražiti dalje.
