MI TöRTéNIK, AMIKOR A FEKETE LYUKAK üTKöZNEK?

Send

Az igazán nagy tudományos elmélet jele az az eredmény, amelyet előre jelez, amikor kísérleteket végez vagy megfigyeléseket végez. És az egyik legnagyobb elmélet, amelyet valaha javasoltak, a relativitás fogalma volt, amelyet Albert Einstein a 20. század elején írt le.

Amellett, hogy segítsen nekünk megérteni, hogy a fény az univerzum végső sebességkorlátozása, Einstein maga a gravitációt az űrtartalom hullámának írta le.

Nem csupán egy csomó új, magyarázatot szolgáltatott a világegyetem számára, hanem egy sor tesztet javasolt, amelyek elvégezhetők annak megállapítására, hogy az elméletei helytállóak-e.

Például egy teszt teljesen magyarázta, hogy a Mercury pályája miért nem felel meg a Newton előrejelzéseinek. Más előrejelzéseket a nap tudományos műszereivel is kipróbálhattak, mint például az időtágítás mérése gyorsan mozgó órákkal.

Mivel a gravitáció valójában a téridő torzulása, Einstein azt jósolta, hogy az űridőn áthaladó masszív tárgyak hullámokat generálnak, mint például az óceánon áthaladó hullámok.

Csak sétálva hagy egy gravitációs hullámot, amely összenyomja és kiterjeszti a teredet körül. Ezek a hullámok azonban hihetetlenül aprók. Az egész világegyetemben csak a legintenzívebb események hozhatnak létre hullámokat, amelyeket észlelhetünk.

Több mint 100 évbe telt, amíg végre bebizonyosodott, hogy a gravitációs hullámok közvetlenül észlelhetők. 2016. februárban a Lézer-interferométer gravitációs hullámmegfigyelő intézettel (LIGO) a fizikusok bejelentették, hogy két hatalmas fekete lyuk ütközik egymástól több mint egymilliárd fényév távolságra.

Bármilyen méretű fekete lyuk ütközhet. Sima régi csillagtömegű fekete lyukak vagy szupermasszív fekete lyukak. Ugyanaz a folyamat, csak egy teljesen más skálán.

Kezdjük a csillagtömegű fekete lyukakkal. Ezek természetesen akkor alakulnak ki, amikor a Napunk tömegét meghaladó csillag szupernóvában hal meg. Csakúgy, mint a normál csillagok, ezek a hatalmas csillagok bináris rendszerekben is lehetnek.

Képzeljen el egy csillag ködöt, ahol egy bináris csillag pár képződik. De a Naptól eltérően, ezek mindegyike szörnyek, amelyeknek a Nap tömege sokszoros, ezer-szer annyi energiát bocsát ki. A két csillag mindössze néhány millió évig kering körül, és azután szupernóvaként robbant fel. Most egy hatalmas csillag van, amely egy fekete lyuk körül kering. És akkor a második csillag felrobban, és most két fekete lyuk van körül, amelyek keringtek.

Amint a fekete lyukak egymáshoz csapódnak, gravitációs hullámokat sugároznak, amelyek pályájuk lebomlásához vezet. Valójában ez egyfajta gondolkodásmód. A fekete lyukak lendületüket gravitációs hullámokká alakítják.

Ahogy a szögmozgásuk csökken, addig spirálnak, amíg ténylegesen össze nem ütköznek. Ami az ismert világegyetem egyik legintenzívebb robbanása, az teljesen sötét és csendes, mert semmi nem tud menekülni egy fekete lyukból. Nincs sugárzás, nincs fény, nincs részecske, nincs sikoly, semmi. És ha összehúzza két fekete lyukat, akkor csak egy masszív fekete lyukat kapsz.

A gravitációs hullámok úgy hullnak ki ebből a jelentős ütközésből, mint az óceán hullámai, és több mint egymilliárd fényév alatt kimutathatók.

Pontosan ez történt az év elején, a LIGO bejelentésével. Ez az érzékeny műszer észlelte a gravitációs hullámokat, amikor két fekete lyuk 30 napelemes tömeggel összeütközött, körülbelül 1,3 milliárd fényév távolságban.

Ez sem egyszeri esemény volt, hanem újabb ütközést észleltek két másik csillagtömegű fekete lyukkal.

A rendszeres csillagtömegű fekete lyukak nem csak az ütközhetnek egymással. A szupermasszív fekete lyukak is ütközhetnek.

Amit megmondhatunk, egy szupermasszív fekete lyuk található az univerzumban szinte minden galaxisának szívében. A Tejút útja a Nap tömegének több mint 4,1 milliószorosa, és Andromeda szívében lévő napnak a Nap tömegének 110–230 milliószeresére gondolják.

Néhány milliárd év alatt a Tejút és az Andromeda össze fognak ütközni, és megkezdik az összeolvadás folyamatát. Ha a Tejút fekete lyukát nem mélyítik el a mély űrben, akkor a két fekete lyuk egymás körül kering.

Csak a csillagtömegű fekete lyukakkal fognak sugározni a szögmozgást gravitációs hullámok formájában, és spirál közelebb kerülnek egymáshoz. Valahol a távoli jövőben a két fekete lyuk egy még szupermasszív fekete lyukba egyesül.

A Tejút és Andromeda egyesülnek a Milkdromedába, és a jövő évek milliárdjain keresztül folytatódik az új galaxisok összegyűjtése, a fekete lyukak kinyerése és a kollektív masszírozás.

A fekete lyukak teljesen ütközhetnek. Einstein megjósolta a gravitációs hullámokat, amelyeket ez generál, és a LIGO most először figyeli meg őket. A jobb eszközök fejlesztésekor egyre többet kell megismernünk ezekről a szélsőséges eseményekről.