در 14 آگوست 2019 ، یک موج گرانشی – موج گسترده ای از پارچه فضا-زمان – روی زمین شسته گردید. این موج توسط لیزرهای پیشرفته و ریز تنظیم در ایالات متحده و ایتالیا مشاهده گردید. و حیرت انگیز بود در حالی که لیزرها قبلاً برخورد سیاه چاله و برخورد ستاره های نوترونی را انتخاب کرده بودند ، اکنون آنها چیزی بی سابقه را پیشنهاد می کردند: سیاه چاله ای که به یک ستاره نوترونی می خورد.

این سیگنال یکی از قویترین تاکنون بود که دانشمندان موج گرانشی در رصدخانه موج گرانشی تداخل سنج و رصدخانه ویرجین ایتالیا مشاهده کردند. تیم هایی از اخترشناسان در سرتاسر جهان ، دقایقی پس از شناسایی هگردیدار داده گردیدند ، تلسکوپ های خود را به نقطه ای از فضا تبدیل کردند که موج از آن سرچشمه می گیرد.

اما جستجوهای آنها خالی گردید. بدون نور ، بدون اشعه X ، بدون مادون قرمز ، بدون اشعه گاما.

این رویداد گیج کننده بود . و دانشمندان شروع به تحلیل داده ها از این موضوع گیج کننده تر کردند. روز سه شنبه ، محققان همکاری های LIGO و Virgo جزئیات کامل تجزیه و تحلیل خود در مورد تشخیص موج گرانشی موسوم به GW190814 را در مجله Astrophysical Journal Letters ارائه می دهند. این نخستین مطالعه تفصیلی از برخورد کیهانی حماسی است و فقط رمز و راز را عمیق تر می کند.

“GW190814 ، فکر می کنم ، اولین باری است که ما امواج گرانشی را مشاهده کرده ایم که منبع امواج واقعاً گیج کننده است.” اسمیت ، اخترفیزیکدان دانشگاه موناش در استرالیا. “من بیش از 10 سال در LIGO بوده ام و مطمئناً این یکی از هیجان انگیزترین رویدادهایی است که ما دیده ایم.”

مهمترین تحقیق این دو تجهیزات LIGO و امکانات Virgo است که می تواند تشخیص دهد. امواج گرانشی. اشیاء افراطی نجومی مانند سیاه چاله ها و ستاره های نوترونی هنگام برخورد ، امواج را در سراسر کیهان می فرستند. این امکانات در اصل به شنیدن صدای جانوران عظیم کیهانی که با یکدیگر برخورد می کنند گوش می دهند – و سپس برای درک خصوصیات جسمی آنها به عقب کار می کنند. این محاسبه را انجام داده و می تواند استنباط کند که چه اشیاء ، توده های احتمالی آنها و محل زندگی آنها وجود دارد. گفت “اجرای همان تجزیه و تحلیل بر روی لپ تاپ شما حدود 50 تا 100 سال طول می کگردید.”

مشاهدات نشان می دهد که جفت GW190814 در گوشه ای عمیق از فضا ، 800 میلیون سال نوری از خانه دور هم جمع گردیدند. نیمی از جفت به طور قطع سیاه چاله است ، تقریبا 23 برابر بیشتر از خورشید ما. اما شریک رقص آن اسرارآمیز است – جسم دیگر فقط حدود 2.6 برابر بیشتر از خورشید است که آن را در موقعیت عجیبی قرار می دهد. این می تواند یک ستاره نوترونی باگردید ، این احتمال هنوز روی میز است ، اما ممکن است این یک سیاه چاله نیز باگردید. و این یک مشکل جزئی است.

اسمیت گفت: “توضیح دشوار است که چگونه یک سیاه چاله یا یک ستاره نوترونی می تواند در حدود 2.6 توده خورشیدی باگردید.”

دانشمندان هرگز سیاه چاله ای را که بسیار سبک است ، کشف نکرده اند. انتظار نمی رود که ستاره های نوترون بسیار سنگین باشند – وقتی خیلی بزرگ شوند ، به سیاه چاله ها فرو می روند. بنابراین به نظر می رسد که موضوع مرموز نوعی ستاره Goldilocks است که متناسب با درک فعلی ما نیست. هرچه معلوم باگردید ، دانش ما را در مورد یکی از دو شی افراطی بازنویسی می کند.

جالب توجه اگر یک ستاره نوترونی فوق سنگین باگردید ، اسمیت می گوید “شاید حتی فیزیک جدید برای توضیح آن نیاز باگردید.” اگر این سیاه چاله ای باگردید ، درک ما از چگونگی و کجا جانوران کیهانی با گرسنگی بازنویسی خواهد گردید. این یک سناریو برد-برد برای علم است.

GW190814 تنها دومین بار است که تشخیص موج گرانشی اختلاف قابل توجهی در جرم اشیاء پیدا کرده است. برخورد بین دو سیاهچاله شناسایی گردیده در 12 آوریل 2019 و لقب GW190412 ، اختلاف توده ای بیش از 20 توده خورشیدی را نشان داد. این اختلافات فوق العاده مفید است: آنها به محققان اجازه می دهند نظریه نسبیت عام انیشتین را آزمایش کنند. هر دو GW190814 و GW190412 مطابق با پیش بینی های انیشتین هستند – بنابراین ما هنوز فیزیکی را خراب نکرده ایم.

GW190814 فوق العاده نادر است. ما فقط در سه سال مشاهده یکی از این وقایع را مشاهده کرده ایم و چندی پیش می گذرد که ما چیزهای دیگری پیدا خواهیم کرد. آشکارسازهای LIGO و Virgo از ماه مارس خاموش گردیده اند و آخرین رؤیای خود را زود به دلیل بیماری همه گیر coronavirus به پایان رساندند و تا اواخر سال آینده به اینترنت باز نخواهند گشت.

اسمیت گفت: “ردیاب های ما در حال حاضر به روز گردیده اند ، بنابراین هنگام روشن گردیدن آنها حساس تر خواهند گردید.” “در آن مقطع انتظار داریم سیستم های بیشتری مانند GW190814 را مشاهده نکنیم ، بلکه احتمالاً منابع غیر منتظره دیگری از امواج گرانشی نیز وجود دارند.”

این باعث می شود فضای زیادی برای امتحان کردن و توضیح شیء مرموز باقی بماند. آیا سیاه چاله است؟ آیا این یک ستاره نوترونی است؟

“نظریه پردازان کارهای سرگرم کننده زیادی را در پیش دارند که سعی در توضیح GW190814 دارند!” اسمیت گفت:

اکنون در حال پخش:
تماشای این:

شکارچیان سیاه چاله: لحظه ای را مشاهده کنید که دانشمندان …

2:55