Fulgerul a lovit de două ori - poate de trei ori - iar oamenii de știință de la Observatorul cu unde gravitaționale cu laser Interferometru sau LIGO speră că acesta este doar începutul unei noi ere a înțelegerii Universului nostru. Acest „fulger” a apărut sub forma unor valuri gravitaționale evazive, greu de detectat, produse de evenimente gigantice, precum o pereche de găuri negre care se ciocnesc. Energia eliberată de la un astfel de eveniment tulbură chiar țesătura de spațiu și timp, la fel ca ondulările într-un iaz. Anunțul de astăzi este cel de-al doilea set de ondulări gravitaționale detectate de LIGO, în urma primei detectări istorice anunțate în februarie a acestui an.
„Această coliziune s-a întâmplat în urmă cu 1,5 miliarde de ani”, a spus Gabriela Gonzalez, de la Universitatea de Stat din Louisiana, în cadrul unei conferințe de presă pentru a anunța noua detectare, „și cu aceasta vă putem spune că a început epoca astronomiei valurilor gravitaționale.”
Prima detectare a undelor gravitaționale ale LIGO de la găurile negre care s-au îmbinat a avut loc la 14 septembrie 2015 și a confirmat o predicție majoră a teoriei generale a relativității lui Albert Einstein din 1915. A doua detectare a avut loc pe 25 decembrie 2015 și a fost înregistrată de ambii detectori LIGO.
În timp ce prima detectare a undelor gravitaționale eliberate de fuziunea violentă a găurii negre a fost doar un mic „ciripit” care a durat doar o cincime de secundă, această a doua detecție a fost mai mult o „gaură” vizibilă pentru o secundă întreagă datele. Ascultați în acest videoclip:
„Aceasta este ceea ce numim muzica gravitației”, a spus González în timp ce a interpretat videoclipul în cadrul conferinței de presă de astăzi.
Deși undele gravitaționale nu sunt unde sonore, cercetătorii au transformat oscilația și frecvența undei gravitaționale într-o undă sonoră cu aceeași frecvență. De ce au fost cele două evenimente atât de diferite?
Din date, cercetătorii au concluzionat că cel de-al doilea set de unde gravitaționale au fost produse în ultimele momente ale fuziunii a două găuri negre care au fost de 14 și de 8 ori masa Soarelui, iar coliziunea a produs o singură gaură neagră învârtită mai masivă. De 21 de ori masa Soarelui. În comparație, găurile negre detectate în septembrie 2015 au fost de 36 și de 29 de ori mai mari decât Soarele, fuzionându-se într-o gaură neagră de 62 de mase solare.
Oamenii de știință au declarat că undele gravitaționale cu frecvență mai mare din găurile negre de masă inferioară lovesc „punctul dulce” de sensibilitate al detectoarelor LIGO.
„Este foarte semnificativ faptul că aceste găuri negre au fost mult mai puțin masive decât cele observate la prima detectare”, a spus Gonzalez. „Din cauza maselor lor mai ușoare comparativ cu prima detectare, au petrecut mai mult timp - aproximativ o secundă - în banda sensibilă a detectoarelor. Este un început promițător pentru cartografierea populațiilor de găuri negre din universul nostru. ”
LIGO permite oamenilor de știință să studieze Universul într-un mod nou, folosind gravitația în loc de lumină. LIGO folosește lasere pentru a măsura cu precizie poziția oglinzilor separate între ele cu 4 kilometri, aproximativ 2,5 mile, în două locații care se află la peste 3.000 km distanță, în Livingston, Louisiana și Hanford, Washington. Deci, LIGO nu detectează direct evenimentul de coliziune a găurii negre, ci detectează întinderea și comprimarea spațiului în sine. Detectările de până acum sunt rezultatul capacității LIGO de a măsura perturbarea spațiului cu o precizie de 1 parte în o mie de miliarde de miliarde. Semnalul de la ultimul eveniment, numit GW151226, a fost produs prin transformarea materiei în energie, care a zguduit literalmente spațiu ca Jello.
Membrul echipei LIGO Fulvio Ricci, fizician la Universitatea din Roma La Sapienzaa, a declarat că a existat o a treia detectare „candidată” a unui eveniment în octombrie, despre care Ricci a spus că preferă să apeleze la „declanșator”, dar a fost mult mai puțin semnificativ și semnal la zgomot nu suficient de mare pentru a număra oficial ca o detectare.
Cu toate acestea, a spus echipa, cele două detectări confirmate indică faptul că găurile negre sunt mult mai frecvente în Univers decât se credea anterior și ar putea veni frecvent în perechi.
„A doua descoperire„ a pus cu adevărat „O” pentru Observator în LIGO ”, a declarat Albert Lazzarini, director adjunct al laboratorului LIGO de la Caltech. „Cu detectarea a două evenimente puternice în cele patru luni de la prima noastră cursă de observare, putem începe să facem predicții despre cât de des am putea auzi valuri gravitaționale în viitor. LIGO ne aduce o nouă modalitate de a observa unele dintre cele mai întunecate și mai energice evenimente din universul nostru. ”
LIGO este acum offline pentru îmbunătățiri. Următoarea rulare a datelor va începe în această toamnă, iar îmbunătățirile sensibilității detectorului ar putea permite LIGO să ajungă la 1,5 până la două ori mai mult din volumul universului, comparativ cu prima rulare. Un al treilea site, detectorul Virgo situat în apropiere de Pisa, Italia, cu un design similar cu detectoarele LIGO gemene, este de așteptat să vină online în timpul celei de-a doua jumătăți a viitoarei observații a LIGO. Fecioara va îmbunătăți capacitatea fizicienilor de a localiza sursa fiecărui eveniment nou, comparând diferențele la scară milisecundă în timpul de sosire a semnalelor de undă gravitaționale.
Între timp, puteți ajuta echipa LIGO cu proiectul de știință cetățeană Gravity Spy prin Zooniverse.
Surse pentru lectura ulterioară:
Comunicate de presă:
Universitatea din Maryland
Universitatea de Nord-Vest
Universitatea din Virginia de Vest
Universitatea de Stat din Pennsylvania
Scrisori de recenzie fizică: GW151226: Observarea undelor gravitaționale dintr-o coalescență cu 22% de masă solară cu găuri negre
Pagina de date LIGO, Caltech
Pentru o imagine de ansamblu excelentă a undelor gravitaționale, sursele lor și detectarea lor, consultați seria excelentă de articole ale lui Markus Possel pe care am prezentat-o în UT în februarie:
