Generarea undelor gravitaţionale ca urmare a orbitării reciproce a două găuri negre. Reprezentare grafică

Un grup internaţional de cercetători a publicat recent un nou catalog al undelor gravitaţionale descoperite cu ajutorul antenelor gravitaţionale LIGO şi VIRGO. În acest catalog au fost adăugate patru noi identificări de unde gravitaţionale emise în fuziunea a două găuri negre.

Undele gravitaţionale se propagă prin univers, reprezentând deformări ale structurii spaţio-temporale, ale geometriei universului, generate de fenomene cosmice care implică mişcări accelerate de obiecte cu mase importante, precum găurile negre. Prevăzute de teoria relativităţii generale a lui Einstein, cea care face legătura între materie şi energie pe de o parte şi geometria universului, adică metrica acestuia, au trebuit să treacă circa 100 de ani până când au fost într-un final măsurate.

Măsurarea primelor unde gravitaţionale a avut loc cu ajutorul celor două antene americane LIGO la sfârşitul lui 2015; ulterior au fost măsurate alte evenimente de acest gen, inclusiv cu ajutorul antenei VIRGO din Italia. Până relativ recent în acest fel se măsuraseră unde gravitaţionale care proveneau de la 10 fuziuni de găuri negre cu mase de zeci de ori cea a Soarelui şi un singur eveniment asemănător rezultat din coliziunea  a două stele de neutroni.

Datele obţinute de LIGO şi VIRGO au devenit publice şi orice le poate analiza. Practic, datele publice corespund la două perioade de studii: prima, din septembrie 2015 până în ianuarie 2016, iar cea de-a doua din noiembrie 2016 până în august 2017.

Aceste date au fost reanalizate de o echipă de cercetători care a reuşit să descopere alte patru evenimente: fuziuni de găuri negre ale căror semnale nu erau atât de clare precum cele obţinute din analiza datelor efectuată de LIGO şi VIRGO.

Noile rezultate au fost obţinute de cercetători de la Max Plank Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute) împreună cu colegi din alte institute din diverse țări, şi au fost publicate într-un articol în revista The Astrophysical Journal.

Cercetătorii au analizat datele existente cu metode diferite faţă de cele folosite anterior, metode care se bazau pe proprietăţile pe care cercetătorii se aşteptau să le aibă coliziunile găurilor negre, datorită faptului că au o idee destul de clară asupra masei acestor găuri negre (de câteva zeci de ori cea a Soarelui).

Au reuşit, folosind ca punct de plecare cele 10 evenimente generate de sistemelor binare de găuri negre care au fost măsurate, să optimizeze algoritmul de căutare a undelor gravitaţionale şi să obţină o metodă cu circa 50-60% mai sensibilă decât până acum.

Noul algoritm de căutare a găurilor negre le-a permis cercetătorilor să descopere alte 4 evenimente cosmice ce au generat unde gravitaţionale, care până la ora actuală rămăseseră ascunse în datele obţinute de LIGO şi VIRGO. Cele patru evenimente sunt mai puţin intense şi aparţin unor găuri negre foarte îndepărtate.

La ora actuală deci există un nou catalog, care conţine 15 evenimente cosmice ale căror unde gravitaţionale au fost identificate: 14 dintre acestea constau în fuziuni de găuri negre îndepărtate (situate la 1-2 miliarde ani-lumină de noi), iau una este rezultatul coliziunii a două stele de neutroni.

Se pare deci că în univers există un număr foarte mare de găuri negre cu masa de câteva zeci de ori cea a Soarelui; modul în care au luat naştere aceste găuri negre nu este pe deplin înţeles. Există mai multe ipoteze, printre care cea  care consideră aceste găuri negre ca fiind rezultatul morţii unor stele cu masa mult mai mare ca cea a Soarelui. O altă ipoteză însă susţine că găurile negre pe care le-am descoperit ar fi luat naştere imediat după Big Bang, ar fi deci găuri negre primordiale, din fluctuaţii de densitate în materia primordială – în aşa-numita supă de quarcuri şi gluoni.

Rămâne deci de văzut dacă în datele existente se ascund şi alte semnale încă nedescoperite şi, bineînţeles, care vor fi rezultatele următoarelor măsurători care, se speră, vor avea loc cât de curând.


Dacă găsiţi scientia.ro util, sprijiniţi-ne cu o donaţie.


PayPal ()
CoinGate Payment ButtonCriptomonedă
Susţine-ne pe Patreon!