Amikor két neutroncsillag távolról összecsapódott az űrben, erőteljes remegést hoztak létre az univerzumban - gravitációs hullámok, amelyeket a tudósok 2017-ben észleltek a Földön. egy fekete lyuk, amely megsértené Albert Einstein általános relativitáselméletének elméletéből készített ügyes modellt.
Általában a relativitáselmélet, a fekete lyukak egyszerű tárgyak: végtelenül tömörített szingularitások vagy anyag pontok, amelyeket sima eseményhorizont vesz körül, amelyen keresztül fény, energia vagy anyag nem tud menekülni. Eddig minden adat, amelyet a fekete lyukakról derítettünk elő, támogatta ezt a modellt.
De az 1970-es években Stephen Hawking egy sorozatot írt, amely azt sugallta, hogy a fekete lyukak határok nem annyira simaak. Ehelyett elmosódnak a kvantummechanikához kapcsolódó hatásoknak köszönhetően, amelyek lehetővé teszik a "Hawking sugárzás" elkerülését. Az elmúlt években számos alternatív fekete lyuk modell alakult ki, ahol ezeket a sima, tökéletes eseményhorizontot lecserélhető, fuzzier membránok helyettesítik. A közelmúltban a fizikusok azt jósolták, hogy ez a zavar különösen intenzív lesz az újonnan kialakult fekete lyukak környékén - elegendő ahhoz, hogy tükrözzék a gravitációs hullámokat, visszhangot generálva a fekete lyuk kialakulásának jelében. Most, a neutroncsillag következményeként, két fizikus úgy gondolja, hogy megtalálták ezt a visszhangot. Azt állítják, hogy egy fekete lyuk, amely akkor alakult ki, amikor a neutroncsillagok összeolvadtak, visszhangzó csengőként csenget, és összetörik az egyszerű fekete lyuk fizikáját.
Ha a visszhang valódi, akkor annak egy kvantum fekete lyuk homályából kell származnia - mondta Niayesh Afshordi, a tanulmány társszerzője, a kanadai Waterloo Egyetem fizikusa.
"Einstein relativitáselméletében az anyag nagy távolságra kering a fekete lyukak körül, de az eseményhorizont közelében lévő fekete lyukba kell esnie." - mondta Afshordi a Live Science-nek.
Tehát a fekete lyuk közelében nem lehetnek laza anyagok a gravitációs hullámok visszhangjaihoz. Még a fekete lyukaknak is, amelyek magukat anyaglemezek veszik körül, egy üres zónának kell lennie közvetlenül az esemény horizontja körül - mondta.
"Az a késés, amelyet elvárásainkra várunk (és megfigyelünk) visszhangjainkra ... csak akkor magyarázható, ha valamilyen kvantumszerkezet éppen az esemény horizontjain kívül helyezkedik el" - mondta Afshordi.
Ez egy kis különbség az általános relativitáselmélet általában megingathatatlan előrejelzéseitől.
Ugyanakkor a meglévő gravitációs hullámdetektorokból származó adatok zajosak, nehezen értelmezhetők, és hajlamosak a hamis pozitív eredményekre. A gravitációs hullám, amely egy fekete lyuk körül valamilyen kvantum-fuzzal visszhangozza, teljesen újfajta észlelés lenne. Afshordi azonban azt mondta, hogy az egyesülés közvetlen következményei szerint a fuzznak elég intenzívnek kellett lennie, hogy olyan gravitációs hullámokat tükrözhessen olyan élesen, hogy a meglévő detektorok láthassák.
Joey Neilsen, a pennsylvaniai Villanova Egyetem asztrofizikusa, aki nem vett részt ebben a tanulmányban, azt mondta, hogy az eredmény kényszerítő - különösen azért, mert a visszhangok egynél több gravitációs hullámdetektorban fordultak elő.
"Ez sokkal meggyőzőbb, mint az, hogy adatokat gyűjtsön össze egyfajta jelet keresve, és azt mondván:" Aha! " amikor megtalálja "- mondta Neilsen a Live Science-nek.
Mégis, mondta, még több információt kellene látnia, mielőtt teljesen meg volt győződve arról, hogy a visszhangok valósak. A cikk nem veszi figyelembe a gravitációs hullám detektálását, amely körülbelül 30 másodpercen belül összegyűjtött a visszhangokkal - mondta Neilsen.
"Mivel a szignifikancia-számítások annyira érzékenyek az adatok kiválasztására, hogyan szeretném jobban megérteni ezeket a jellemzőket, mielőtt bármilyen határozott következtetést levonnék" - mondta.
Maximiliano Isi, az MIT asztrofizikusa szkeptikus volt.
"Ez nem az első ilyen jellegű igény, amely ebből a csoportból származik" - mondta a Live Science-nek.
"Sajnos más csoportok nem tudják reprodukálni eredményeiket, és nem azért, hogy megpróbálják."
Isi rámutatott egy olyan sorozatra, amelyekben nem találtak visszhangot ugyanazon adatokban, és amelyek egyikét júniusban tették közzé "kifinomultabb, statisztikailag robusztus elemzésként".
Afshordi azt mondta, hogy ennek az új cikknek az az előnye, hogy sokkal érzékenyebb, mint a korábbi munkáinál, robusztusabb modellekkel, amelyek érzékenyebb visszhangok észlelésére szolgálnak. Hozzátette: "A tucat keresés közül statisztikailag legjelentősebb a megállapítás, amelyet jelentettünk ..." mivel hamis riasztási esélye körülbelül a 100 000 közül kettő volt. "
Még ha a visszhang is igazi, a tudósok még mindig nem tudják pontosan, hogy milyen egzotikus asztrofizikai tárgy hozta létre a jelenséget - tette hozzá Neilsen.
"Ami annyira érdekes ebben az esetben, hogy fogalmunk sincs, mi maradt az eredeti egyesülés után: azonnal kialakult-e egy fekete lyuk, vagy volt valami egzotikus, rövid életű közbenső tárgy?" - mondta Neilsen. "Az itt kapott eredményeket a legkönnyebben lehet értelmezni, ha a maradék hipermasszív, amely körülbelül egy másodpercen belül összeomlik, de az itt bemutatott visszhang nem meggyőző számomra, hogy ez a forgatókönyv valójában történt."
Isi szerint lehetséges, hogy visszhangok vannak az adatokban, ami rendkívül jelentős lenne. Csak még nem meggyőződve arról.
Függetlenül attól, hogy az összes adat hogyan alakul ki, Neilson elmondta, egyértelmű, hogy itt az eredmény valami további kutatást érdemel.
