Valurile gravitaționale descoperite de detectoarele observatorului LIGO ar fi putut să apară nu pe parcursul fuziunilor găurilor negre, ci ca urmare a „prăbușirii” așa-numitelor găuri de vierme, tuneluri în țesătura spațiului-timp, spun fizicienii într-un articol publicat în revista Physical Review D.
„Tremurul special” care apare în ultimele etape ale contopirii găurilor negre dispare treptat dacă obiectul generat de acestea are un orizont de eveniment. În cazul în care nu există, la fel ca în găurile de vierme, atunci aceste vibrații nu dispar complet - ele provoacă un fel de ecou, o serie de explozii, similar cu cum am strigat într-o fântână , spune Pablo Bueno (Pablo Bueno) de la Universitatea Catolică din Leuven (Belgia).
Detectorul de unde gravitaționale LIGO a fost construit în 2002 conform proiectelor și planurilor dezvoltate de Kip Thorn, Rainer Weiss și Ronald Drever la sfârșitul anilor '80. În prima etapă a lucrării sale, care a durat 8 ani, LIGO nu a putut detecta oscilațiile „Einstein” ale spațiului-timp, după care detectorul a fost oprit și în următorii 4 ani, oamenii de știință au cheltuit pentru actualizarea și creșterea sensibilității.
Aceste eforturi au dat rezultate - în septembrie 2015, aproape imediat după includerea LIGO actualizate, oamenii de știință au descoperit o explozie de valuri gravitaționale generate prin fuzionarea găurilor negre cu o masă totală de 53 de soli. În 2016, participanții ruși și străini la proiect au descoperit alte două urme de fuziune a găurilor negre, iar anul trecut - alte două evenimente similare și o explozie născută din fuziunea stelelor cu neutroni.
Masa neobișnuit de mare a acestor obiecte, precum și unele dintre celelalte proprietăți ale acestora, i-au făcut pe Bueno și colegii săi să se întrebe dacă erau de fapt găuri negre. Cert este că teoria relativității și extensiile sale presupun că undele gravitaționale similare pot apărea ca urmare a prăbușirii sau a contopirii altor obiecte exotice, cum ar fi „găurile de vierme”.
Așa se face că oamenii de știință numesc un fel de „tunele” care conectează două puncte situate în regiuni diferite de spațiu sau timp. Pentru ca un astfel de canal în structura spațiului-timp să existe, este nevoie de o formă exotică de materie, care ar avea o densitate de energie negativă sau un obiect similar cu o gaură neagră în dimensiune și masă.
Aceste obiecte, după cum explică Bueno și colegii săi, vor avea un „plus” în comparație cu găurile negre - nu vor avea un orizont de eveniment, a cărui existență este încă extrem de dificil de explicat în cadrul fizicii cuantice. Absența sa, așa cum și-au asumat fizicienii, va schimba comportamentul undelor gravitaționale generate de „găurile de vierme”.
Autorii articolului au descoperit aceste modificări și au încercat să le găsească în datele colectate de LIGO prin crearea unui model computerizat al unui astfel de tunel spațial. După cum arată aceste calcule, explozia primară a undelor gravitaționale generate de o gaură neagră sau „gaura de vierme” coincide de fapt complet, motiv pentru care este imposibil să le deosebim unul de celălalt în acest stadiu.
Video promotional:
Pe de altă parte, diferențe similare apar în ultima etapă a acestui cataclism cosmic, pe care astronomii îl numesc „ringdown”. De obicei, un astfel de „ecou” gravitațional dispare rapid atunci când observă găuri negre, datorită faptului că orizontul ei de eveniment o ajută să scape rapid de aceste fluctuații.
Acest lucru nu se întâmplă în cazul „găurilor de vierme” - acestea vor continua să emită periodic explozii de unde gravitaționale cu un spectru și o putere strict definite. Un astfel de ecou, după cum notează oamenii de știință, va exista de zeci de ori mai mult decât explozia primară a oscilațiilor spațiu-timp, dar în același timp va fi vizibil mai slab în forță.
Până acum, recunoaște Bueno, nu există nicio urmă de un astfel de „ecou gravitațional” în datele de la LIGO, dar actualizarea detectorului observatorului, planificată pentru acest an, ar putea să îi permită „să vadă” aceste semnale slabe, dar extrem de importante pentru oamenii de știință, care îi vor ajuta să concileze teoria. relativitate și fizică cuantică..
