یافته‌های جدید محققان در دهمین سالگرد ثبت امواج گرانشی کیهان

به گزارش gsxr و به نقل از دویچه وله، در تاریخ ۱۴ سپتامبر ۲۰۱۵، سیگنالی از یک جفت سیاهچاله به زمین رسید. این سیگنال عجیب، اطلاعاتی از چگونگی گردش این دو جرم در یک کهکشان دوردست، نزدیک‌تر شدن تدریجی آن‌ها و نهایتا ادغام آن‌ها را در خود داشت.

در آن زمان، دو آشکارساز رصدخانه تداخل‌سنج لیزری امواج گرانشی (لایگو) برای نخستین بار امواج گرانشی ناشی از ادغام سیاهچاله‌ها را رصد کردند. از آن زمان تاکنون حدود ۳۰۰ ادغام دیگر سیاهچاله‌ها و ستارگان نوترونی مشاهده شده است. با این مشاهدات، عصر جدیدی از اخترشناسی آغاز شد.

پژوهشگران مرکز فیزیک گرانشی موسسه ماکس پلانک و دانشگاه لایب‌نیتس هانوفر در بسیاری از زمینه‌های کلیدی سهمی تعیین‌کننده داشته‌اند و همچنان آینده این حوزه پژوهشی را شکل می‌دهند.

کارستن دانتسمان، مدیر موسسه آلبرت اینشتین و مدیر موسسه فیزیک گرانشی در دانشگاه لایب‌نیتس هانوفر می‌گوید: «این یک سفر باورنکردنی بوده است که ما را طی ده سال به این نقطه عطف شگفت‌انگیز رسانده است. از آغاز این حوزه پژوهشی، دانشمندان ما پیشرفت فناوری‌ها و روش‌های تحلیلی نوین را پیش برده‌اند. امروز ما بر این پویایی بنا می‌کنیم و به سوی آینده‌ای کار می‌کنیم که در آن اخترشناسی با امواج گرانشی رازهای بیشتری از گیتی را آشکار خواهد کرد.»

با این کشف تاریخی، اخترشناسان اکنون می‌توانند گیتی را از سه راه متفاوت مشاهده کنند. پیش‌تر، آن‌ها امواج الکترومغناطیسی، مانند نور مرئی، پرتو ایکس و امواج رادیویی، همچنین ذرات پرانرژی و نوترینوها را ردیابی می‌کردند. اما در ۱۴ سپتامبر ۲۰۱۵، پژوهشگران برای نخستین بار رویدادی کیهانی را با آشکارسازی امواج آن در بافت فضاـزمان مشاهده کردند.

از زمان نخستین اندازه‌گیری امواج گرانشی تا کنون، حساسیت آشکارسازها به‌طور چشمگیری افزایش یافته، محاسبات مربوط به امواج گرانشی مدرن‌تر و تحلیل داده‌ها بسیار کارآمدتر شده است.

این امر در کشف اخیر، سیگنال موج گرانشی GW250114، مشهود است. این سیگنال در اثر ادغام دو سیاهچاله ایجاد شده و به نخستین کشف بسیار شباهت دارد: هر دو سیگنال از دو سیاهچاله ادغام‌شونده با جرمی در حدود ۳۰ تا ۴۰ برابر جرم خورشید ما و در فاصله‌ای حدود ۱.۳ میلیارد سال نوری سرچشمه گرفته‌اند.

با این حال، به لطف پیشرفت‌های فناوری، نظریه و مدل‌سازی طی یک دهه، سیگنال جدید GW250114 بسیار شفاف‌تر است و ویژگی‌های آن با دقت تعیین‌پذیر است.

به گزارش آسترونیوز، از آنجا که GW250114 بسیار واضح مشاهده شد، پژوهشگران توانستند چندین نتیجه اساسی فیزیکی جدید از آن استخراج کنند. در یک بررسی جدید، تیم LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) بهترین مدرک مبتنی بر رصد برای قضیه مساحت سیاهچاله‌ها که استیون هاوکینگ در سال ۱۹۷۱ مطرح کرد را ارائه کرده است.

این قضیه می‌گوید که مساحت کل سیاهچاله‌ها نمی‌تواند کاهش یابد. اکنون در واقع این موضوع را می‌توان با بررسی ادغام سیاهچاله‌ها یعنی با تعیین سطح هر یک از سیاهچاله‌ها پیش از ادغام و سطح سیاهچاله باقی‌مانده پس از ادغام و سپس مقایسه آن‌ها آزمود.

به‌طور خلاصه، دانشمندان توانستند با کمک سیگنال تازه کشف‌شده بشنوند که چگونه دو سیاهچاله هنگام ادغام با یکدیگر، رشد کردند و به این ترتیب، آن‌ها توانستند قضیه هاوکینگ را تایید کنند.

در این بررسی دانشمندان همچنین نشان دادند که فروکش سیاهچاله دقیقا همان‌طور رخ داده که راه‌حل نظریه نسبیت عام برای سیاهچاله‌های چرخان پیش‌بینی می‌کند.

پژوهشگران قصد دارند در سال‌های آینده ابزارهای رصدی خود را بهینه کنند تا بتوانند ژرف‌تر به فضای کیهانی “گوش” دهند. دانشمندان انتظار دارند با آشکارسازهای نسل سوم، نخستین ادغام‌های سیاهچاله‌ها در عالم را بشنوند، رویدادهای امواج گرانشی را با دقت بیشتری اندازه‌گیری کنند و به درک عمیق‌تری از رازهای گیتی دست یابند.