Munja je udarila dvaput - možda i tri puta - a znanstvenici iz Laser Interferometar Gravitacijsko-valnog opservatorija, ili LIGO, nadaju se da je ovo tek početak nove ere razumijevanja našeg Svemira. Ta je „munja“ nastala u obliku izmičućih, teško prepoznatljivih gravitacijskih valova, proizvedenih gigantskim događajima, poput sudara crnih rupa. Energija oslobođena takvim događajem ometa samu tkaninu prostora i vremena, baš poput pukotina u ribnjaku. Današnja najava drugi je niz gravitacijskih valova koji otkriva LIGO, nakon povijesnog prvog otkrivanja najavljenog u veljači ove godine.
"Ovaj se sudar dogodio prije 1,5 milijardi godina", rekla je Gabriela Gonzalez sa Državnog sveučilišta Louisiana na konferenciji za novinare kako bi najavila novo otkrivanje, "i ovim možemo vam reći kako je započela astronomija gravitacijskog vala."
Prvo otkrivanje gravitacijskih valova iz spajanja crnih rupa LIGO-a dogodilo se 14. rujna 2015. i potvrdilo je glavno predviđanje opće teorije relativnosti Alberta Einsteina iz 1915. godine. Drugo otkrivanje dogodilo se 25. prosinca 2015., a zabilježila su ga oba blizanca LIGO detektora.
Dok je prvo otkrivanje gravitacijskih valova ispuštano nasilnim spajanjem crnih rupa bilo samo malo „cvrkutanje“ koje je trajalo samo petinu sekunde, ovo drugo otkrivanje bilo je više „kopča“ koje je bilo vidljivo čitavu sekundu u podatak. Poslušajte u ovom videu:
"To je ono što nazivamo gravitacijskom glazbom", rekao je González dok je reproducirala videozapis na današnjoj konferenciji za novinare.
Dok gravitacijski valovi nisu zvučni valovi, istraživači su pretvarali oscilaciju i frekvenciju gravitacijskog vala u zvučni val istom frekvencijom. Zašto su ta dva događaja bila toliko različita?
Na temelju podataka, istraživači su zaključili da je drugi skup gravitacijskih valova proizveden u posljednjim trenucima spajanja dvije crne rupe koje su bile 14 i 8 puta veće od Sunca, a sudar je stvorio jednu, masivniju vrtoglavu crnu rupu 21 puta veća od mase Sunca. Za usporedbu, crne rupe otkrivene u rujnu 2015. bile su 36 i 29 puta veće od Sunčeve mase, stapajući se u crnu rupu od 62 solarne mase.
Znanstvenici su rekli kako gravitacijski valovi veće frekvencije iz crnih rupa niže mase pogađaju "slatko mjesto" osjetljivosti LIGO detektora.
"Vrlo je značajno da su ove crne rupe bile mnogo manje masivne od onih koje smo primijetili u prvom otkrivanju", rekao je Gonzalez. "Zbog njihovih lakših masa u usporedbi s prvom detekcijom, proveli su više vremena - oko jedne sekunde - u osjetljivom pojasu detektora. To je obećavajući početak mapiranja populacija crnih rupa u našem svemiru. "
LIGO omogućuje znanstvenicima da proučavaju Svemir na novi način, koristeći gravitaciju umjesto svjetla. LIGO koristi lasere za precizno mjerenje položaja zrcala odvojenih jedno od drugog na 4 kilometra, oko 2,5 milje, na dvije lokacije udaljene više od 3000 km, u Livingstonu, Louisiani i Hanfordu u Washingtonu. Dakle, LIGO ne otkriva događaj sudara crne rupe izravno, već otkriva istezanje i sažimanje prostora. Dosadašnje detekcije rezultat su sposobnosti LIGO-a da mjeri pometnju prostora s točnošću od 1 dijela u tisuću milijardi milijardi. Signal s posljednjeg događaja, nazvanog GW151226, proizveden je pretvaranjem materije u energiju, što je doslovno treslo svemirsko vrijeme poput Jella.
Član LIGO tima Fulvio Ricci, fizičar na Sveučilištu u Rimu La Sapienzaa, rekao je da je u listopadu bilo treće otkrivanje događaja "kandidata", što je Ricci rekao da preferira da naziva "okidač", ali bio je mnogo manje značajan i signal za buku nije dovoljno velik da se službeno ubraja u detekciju.
Ipak, kako je rekao tim, dvije potvrđene detekcije ukazuju na to da su crne rupe u Svemiru mnogo češće nego što se prije vjerovalo, i često se mogu naći u parovima.
„Drugo otkriće„ zaista je postavilo „O“ za opservatorij u LIGO-u, “rekao je Albert Lazzarini, zamjenik direktora LIGO laboratorija u Caltechu. „Otkrivanjem dva jaka događaja u četiri mjeseca našeg prvog promatračkog trčanja, možemo početi predvidjeti koliko često možemo čuti gravitacijske valove u budućnosti. LIGO nam donosi novi način promatranja nekih najmračnijih, ali i najo energičnijih događaja u našem svemiru. "
LIGO je sada offline za poboljšanja. Sljedeći će se početak prikupljanja podataka početi ove jeseni, a poboljšanja osjetljivosti detektora mogla bi omogućiti LIGO-u da dostigne čak 1,5 do dva puta više volumena svemira u usporedbi s prvom vožnjom. Treće mjesto, Devijski detektor smješten u blizini Pise, Italija, dizajna sličnog dvojnim LIGO detektorima, očekuje se da će se pojaviti na mreži tijekom druge polovice LIGO-ovog predstojećeg promatranja. Djevica će poboljšati sposobnost fizičara da pronađu izvor svakog novog događaja, uspoređujući milisekundne razlike u vremenu dolaska dolaznih signala gravitacijskog vala.
U međuvremenu možete pomoći LIGO timu preko projekta Zooniverse putem znanstvenog projekta Gravity Spy.
Izvori za daljnje čitanje:
Priopćenja za tisak:
Sveučilište Maryland
Sveučilište sjeverozapadnjak
Sveučilište West Virginia
Državno sveučilište Pennsylvania
Pisma o fizičkom pregledu: GW151226: Promatranje gravitacijskih talasa iz koalescencije crne rupe od 22 solarne mase
Stranica s činjenicama LIGO, Caltech
Za izvrstan pregled gravitacijskih valova, njihovih izvora i njihovo otkrivanje, pogledajte izvrsnu seriju članaka Markusa Possela koji smo prikazali na UT-u u veljači:
