برخورد ۲ سیاهچاله، نظریه ۱۰۰ ساله اینشتین را تایید کرد

به گزارش ایسنا، این سیاهچاله ۱۰ میلیارد بار سریع‌تر از هر آنچه تاکنون مشاهده شده است، پیچ و تاب خورد.

محققانی که در حال مطالعه پیامدهای برخورد شدید سیاهچاله‌ای هستند، ممکن است موفق به تایید یک پدیده گرانشی که آلبرت اینشتین یک قرن قبل پیش‌بینی کرده بود، شده باشند.

بر اساس تحقیقات جدیدی که در روز چهارشنبه در مجله "نیچر"(Nature) منتشر شده است، این پدیده که با عنوان "حرکت تقدیمی"(precession) شناخته می‌شود و شبیه به حرکت لرزشی است زمانی رخ داد که دو سیاهچاله باستانی با یکدیگر برخورد کرده و ادغام شدند. هنگامی که این دو جرم عظیم در حال نزدیک‌تر شدن به یکدیگر بودند، امواج عظیمی موسوم به امواج گرانشی در بُعد فضا-زمان آزاد کردند که در سراسر کیهان پخش شده و با خود انرژی حرکت زاویه‌ای را از سیاهچاله‌های در حال ادغام به همراه می‌بردند.

حرکت تقدیمی به معنی پیچیدن و تغییر جهت‌گیری محور جسمی چرخان است.

دانشمندان برای اولین بار در سال ۲۰۲۰ با استفاده از رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری به اختصار لیگو(LIGO) در ایالات متحده و حسگرهای امواج گرانشی تداخل‌سنج ویرگو(VIRGO) در ایتالیا، این امواج را  که از سیاهچاله‌ها سرچشمه می‌گیرند، شناسایی کردند. اکنون، پس از سال‌ها مطالعه الگوهای امواج، محققان تأیید کرده‌اند که یکی از سیاه‌چاله‌ها به شکلی دیوانه‌وار تا درجه‌ای که هرگز دیده نشده بود، در حال چرخش بوده است.

این سیاهچاله در حال چرخش ۱۰ میلیارد بار سریع‌تر از هر سیاهچاله مشاهده شده دیگری پیچ‌ و تاب می‌خورد و می‌چرخید و بُعد فضا و زمان را به قدری منحرف کرد که باعث شد هر دو سیاهچاله در مدار خود به چرخش بیفتند یا پیش‌روی کنند.

محققان "حرکت تقدیمی" را در همه چیز از جمله منظومه‌های ستاره‌ای در حال مرگ مشاهده کرده‌اند، اما این پدیده هرگز در اجرامی به بزرگی منظومه‌های دوتایی سیاه‌چاله، که در آن‌ها دو جاروبرقی کیهانی به دور یک مرکز مشترک می‌چرخند، مشاهده نشده بود. با این حال، نظریه نسبیت عام اینشتین بیش از ۱۰۰ سال قبل پیش‌بینی کرده بود که "حرکت تقدیمی" در اجرامی به بزرگی سیاهچاله‌های دوتایی رخ می‌دهد. اکنون، نویسندگان این مطالعه می‌گویند که این پدیده نادر برای اولین بار در طبیعت مشاهده شده است.

مارک هانام(Mark Hannam)، نویسنده اصلی این مطالعه و مدیر موسسه اکتشافات جاذبه در دانشگاه کاردیف در بریتانیا، می‌گوید: ما همیشه تصور می‌کردیم که سیاهچاله‌های دوتایی می‌توانند این کار را انجام دهند و امیدوار بودیم که اولین نمونه‌ از امواج گرانشی آن را پیدا کنیم. اگرچه دستیابی به آن پنج سال همراه با بیش از ۸۰ کشف جداگانه زمان برد، اما در نهایت به یک مورد دست یافتیم!

سیاهچاله‌های مورد بحث چندین برابر جرم خورشید بودند و تخمین زده می‌شود که سیاهچاله بزرگتر در این منظومه دوتایی حدود ۴۰ برابر جرم خورشید، جرم داشته باشد. محققان برای اولین بار در سال ۲۰۲۰، زمانی که  لیگو و  ویرگو انفجاری از امواج گرانشی منتشر شده ناشی از برخورد احتمالی دو سیاهچاله را شناسایی کردند، موفق به شناسایی این دو سیاهچاله شدند. محققان این برخورد را که در تاریخ ۲۹ ژانویه سال ۲۰۲۰ شناسایی شده بود، GW۲۰۰۱۲۹ نامیدند.

از آن زمان، سایر دانشمندان به تحقیق بر روی داده‌های امواج گرانشی اولیه پرداختند و اسرار عجیب‌تری را درباره این برخورد حماسی کشف کردند.

برای مثال، در ماه مه سال ۲۰۲۲، گروهی از محققان محاسبه کردند که ادغام این دو سیاهچاله عظیم و علاوه بر آن کج بوده است و همچنین امواج گرانشی ناشی از برخورد در جهتی مخالف خروج سیاهچاله جدید ادغام شده منتشر شده‌اند. سیاهچاله جدید با سرعت بیش از ۴.۸ میلیون کیلومتر در ساعت از کهکشانی که در آن سکونت داشته، خارج شده است.

این تحقیق جدید در مجله نیچر نشان می‌دهد که این دو سیاه‌چاله پیش از ادغام شدیدشان رابطه‌ی آشفته‌ای داشته‌اند. به گفته نویسندگان این مطالعه، تخمین زده می‌شود که اثر "حرکت تقدیمی" در آن‌ها ۱۰ میلیارد برابر سریع‌تر از هر اثر دیگری است که تاکنون اندازه‌گیری شده است.

این یافته‌ها نظریه اینشتین را تأیید می‌کند، که پیش‌بینی کرد که چنین تأثیراتی در برخی از اجرام بزرگ جهان ممکن رخ دهد.