بار دیگر ثابت شد که اینشتین درست می‌گفت: امواج فضازمانی تأییدکننده نظریه صدساله

این مشاهدات به‌ویژه برای درک بهتر پیوندهای ممکن میان فیزیک کوانتوم و نسبیت عام اینشتین اهمیت زیادی دارند.
 
در این پژوهش، گروهی از اخترفیزیکدانان از جمله ماکسیمیلیانو ایسی و ویل فَر از موسسه فلاتایرون، روش‌های جدیدی برای تجزیه و تحلیل دقیق‌تر داده‌های امواج گرانشی طراحی کردند. یافته‌های این گروه به طرز چشمگیری به ویژگی‌های سیاه‌چاله‌ها و ماهیت پیچیده فضا و زمان پرداخته است.
 
گفتنی است که سیاه‌چاله‌ها به‌عنوان مرحله پایانی در چرخه عمر ستارگان بزرگ شناخته می‌شوند. این اجرام با گرانش بسیار قوی خود، حتی نور را هم قادر به فرار نمی‌گذارند.
 
وقتی دو سیاه‌چاله با هم برخورد می‌کنند، فضا را تغییر شکل می‌دهند و امواج گرانشی تولید می‌کنند که در سراسر کیهان پخش می‌شوند.
 
 

این امواج مشابه به صدای زنگ در زمانی هستند که زنگی ضربه می‌خورد. پژوهشگران می‌توانند با استفاده از ابزارهای ویژه‌ای که در رصدخانه‌هایی مانند LIGO در ایالات متحده، ویرگو در ایتالیا و کاگرا در ژاپن نصب شده‌اند، امواج گرانشی را شبیه‌سازی کنند و تغییرات بسیار کوچکی در طول زمان را اندازه‌گیری کنند. این تغییرات می‌تواند اطلاعات دقیقی در مورد ویژگی‌های سیاه‌چاله‌ها فراهم کند.
 
در این مشاهدات جدید، امواج گرانشی ناشی از برخورد دو سیاه‌چاله شبیه به اولین کشف انجام‌شده در سال ۲۰۱۵ بوده است، اما با پیشرفت‌های قابل‌توجه در تجهیزات، دانشمندان قادر شدند تا این سیگنال‌ها را به شکل دقیق‌تری تحلیل کنند.
 
ایسی در این باره می‌گوید: «این سیاه‌چاله‌ها تقریباً شبیه به سیاه‌چاله‌هایی هستند که در کشف تاریخی ۲۰۱۵ شبیه‌سازی شده‌اند، اما تجهیزات اکنون به مراتب بهتر هستند، بنابراین توانسته‌ایم سیگنال‌ها را به نحوی تحلیل کنیم که ده سال پیش ممکن نبود.»
 
گفته می‌شود که این مشاهدات جدید به پژوهشگران امکان داد تا ثابت کنند که سیاه‌چاله‌ها اجسام ساده‌ای هستند که فقط با دو ویژگی اصلی، یعنی جرم و چرخش، توصیف می‌شوند.

این نتایج به نظریه‌ای که روی کر در سال ۱۹۶۳ مطرح کرده بود، دلالت دارد. کر با استفاده از نسبیت عام اینشتین، سیاه‌چاله‌ها را با یک معادله ریاضی توصیف کرده بود و اکنون با داده‌های جدید، این معادله به‌طور قطع تایید شده است.
 
همچنین، پژوهشگران با استفاده از این داده‌ها توانستند به بررسی یک نظریه اساسی دیگر از استیون هاوکینگ بپردازند که تحت عنوان «قضیه منطقه‌ای هاوکینگ» شناخته می‌شود.

این قضیه می‌گوید که اندازه افق رویداد یک سیاه‌چاله، یعنی مرز آن ناحیه که هیچ‌چیز نمی‌تواند از آن عبور کند، تنها می‌تواند بزرگ‌تر شود.

در ابتدا هیچ‌کس تصور نمی‌کرد که بتوان امضای برخورد سیاه‌چاله‌ها را برای تایید این قضیه استفاده کرد، اما با پیشرفت‌های جدید، دانشمندان توانستند این نظریه را با دقت بیشتری تایید کنند.
 
ایسی اظهار می‌دارد: «اینکه اندازه افق رویداد سیاه‌چاله به‌طور مشابهی با افزایش آنتروپی رفتار می‌کند، پیامی عمیق برای فیزیک نظری دارد و نشان‌دهنده این است که برخی از جنبه‌های سیاه‌چاله‌ها می‌توانند برای بررسی ماهیت واقعی فضا و زمان استفاده شوند.»
 
دانشمندان امیدوارند که بتوانند از این داده‌ها برای پیشبرد فیزیک گرانش کوانتومی بهره‌برداری کنند. 
 
در دهه آینده، انتظار می‌رود که ابزارهای شبیه‌سازی امواج گرانشی ده برابر حساس‌تر از امروز شوند و این امکان را برای پژوهشگران فراهم خواهد کرد که ویژگی‌های سیاه‌چاله‌ها را با دقت بسیار بیشتری بررسی کنند.

ایسی در پایان می‌گوید: «گوش دادن به این امواج گرانشی، بهترین امید ما برای درک ویژگی‌های فضا-زمان‌های شدید است که توسط این سیاه‌چاله‌ها ایجاد می‌شود.»