Η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων επιβεβαιώνει την «προφητεία» των Αϊνστάιν και Χόκινγκ σχετικά με τις μαύρες τρύπες.

Οι επιστήμονες μόλις κατέγραψαν τα πιο λεπτομερή σήματα βαρυτικών κυμάτων από μια σύγκρουση μαύρης τρύπας, επιβεβαιώνοντας έτσι για πρώτη φορά δύο σημαντικές προβλέψεις των Αϊνστάιν και Χόκινγκ σχετικά με τις μαύρες τρύπες.

Όταν δύο μαύρες τρύπες συγχωνεύονται, δημιουργούν κυματισμούς στο διάστημα που ονομάζονται βαρυτικά κύματα. Οι ανιχνευτές στη Γη μπορούν να «καταγράψουν» αυτά τα σήματα, βοηθώντας τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα το σύμπαν. - Φωτογραφία: Maggie Chiang/Simons Foundation

Οι μαύρες τρύπες, αυτά τα «κοσμικά τέρατα» με τόσο τεράστια βαρυτική έλξη που ούτε το φως δεν μπορεί να ξεφύγει, αποτελούν εδώ και καιρό ένα συναρπαστικό θέμα για τους επιστήμονες.

Παρά το γεγονός ότι εμφανίστηκαν στα θεωρητικά έργα του Άλμπερτ Αϊνστάιν πριν από περισσότερο από έναν αιώνα και μελετήθηκαν εκτενώς από τον Στίβεν Χόκινγκ τον 20ό αιώνα, οι μαύρες τρύπες παραμένουν το πιο δυσπρόσιτο θέμα στο σύμπαν λόγω της «αόρατης» φύσης τους.

Βαρυτικά κύματα: το κλειδί για την αποκρυπτογράφηση της μελέτης των μαύρων τρυπών.

Το 2015, το Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων LIGO (ΗΠΑ) ανίχνευσε για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα — κυματισμούς στον χώρο και τον χρόνο που προκαλούνται από τη σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών στο μακρινό σύμπαν. Αυτή η ανακάλυψη παρομοιάστηκε με το «άνοιγμα μιας νέας αίσθησης» για την παρατήρηση του σύμπαντος και παρείχε επίσης την ευκαιρία να δοκιμαστούν άμεσα οι θεωρίες για τις μαύρες τρύπες.

Ωστόσο, τα αρχικά δεδομένα δεν είναι αρκετά λεπτομερή για να επιβεβαιώσουν αυτές τις δύο βασικές προβλέψεις.

Μία από αυτές είναι η θεωρία Kerr του Αϊνστάιν. Σύμφωνα με τη γενική σχετικότητα, οι μαύρες τρύπες μπορούν να περιγραφούν μόνο από δύο θεμελιώδεις ιδιότητες: τη μάζα και το σπιν. Όλα τα άλλα χαρακτηριστικά «εξαφανίζονται» όταν μια μαύρη τρύπα πέφτει μέσα σε αυτήν, ένα φαινόμενο γνωστό ως «θεώρημα χωρίς τρίχες».

Δεύτερον, υπάρχει το Θεώρημα Εμβαδού του Hawking. Το 1971, ο Stephen Hawking προέβλεψε ότι η περιοχή του ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας, το όριο από το οποίο τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει, μπορεί μόνο να παραμείνει σταθερή ή να αυξηθεί με την πάροδο του χρόνου, ποτέ να μην μειωθεί.

Αυτό θεωρείται ως μια αρχή παρόμοια με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, ο οποίος δηλώνει ότι η εντροπία (ο βαθμός αταξίας) του σύμπαντος αυξάνεται συνεχώς.

Μια σημαντική ανακάλυψη μετά από μια δεκαετία

Σύμφωνα με το Sciencedaily , η διεθνής συνεργασία LIGO-Virgo-KAGRA δημοσίευσε πρόσφατα νέα ερευνητικά αποτελέσματα στο περιοδικό Physical Review Letters . Κατέγραψαν τα πιο λεπτομερή σήματα βαρυτικών κυμάτων που έχουν καταγραφεί ποτέ, τα οποία προέρχονται από τη σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών (γεγονός GW250114), δημιουργώντας μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με μάζα 63 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου και περιστρεφόμενη με 100 στροφές ανά δευτερόλεπτο.

Χάρη στις πρωτοποριακές τεχνολογικές εξελίξεις, οι επιστήμονες απέκτησαν για πρώτη φορά μια «πλήρη εικόνα» τόσο των γεγονότων πριν όσο και μετά τη συγχώνευση δύο μαύρων τρυπών. Από αυτά τα δεδομένα, επιβεβαίωσαν ταυτόχρονα δύο υποθέσεις:

Οι μαύρες τρύπες περιγράφονται με ακρίβεια από τη μάζα και την περιστροφή τους, όπως ακριβώς προβλέπεται από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Η περιοχή του ορίζοντα γεγονότων αυξήθηκε μόνο μετά τη συγχώνευση, σύμφωνα με το θεώρημα περιοχής του Hawking.

Ο Αϊνστάιν (δεξιά) και ο Χόκινγκ (αριστερά) έκαναν ακριβείς παρατηρήσεις σχετικά με τη φύση των μαύρων τρυπών - Φωτογραφία: MashableIndia

Από τις μαύρες τρύπες στη φύση του σύμπαντος

Η απόδειξη του θεωρήματος του Hawking αποκαλύπτει μια εντυπωσιακή παραλληλία μεταξύ των μαύρων τρυπών και της θερμοδυναμικής. Με άλλα λόγια, η αύξηση της επιφάνειας μιας μαύρης τρύπας είναι παρόμοια με την αύξηση της εντροπίας, υπονοώντας ότι οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να είναι ένα «μαθηματικό παράθυρο» που μας επιτρέπει να κατανοήσουμε βαθύτερα τη φύση του χώρου, του χρόνου, ακόμη και τη μεγαλύτερη προσπάθεια της σύγχρονης φυσικής: την ενοποίηση της γενικής σχετικότητας και της κβαντομηχανικής στην κβαντική βαρύτητα.

Ο Μαξιμιλιάνο Ίσι, μέλος της ερευνητικής ομάδας, δήλωσε: «Αυτή είναι η πιο ξεκάθαρη απόδειξη μέχρι σήμερα ότι οι μαύρες τρύπες στο διάστημα μοιάζουν πραγματικά με αυτό που περιέγραψε ο Αϊνστάιν στη θεωρία του. Το γεγονός ότι η επιφάνεια μιας μαύρης τρύπας ακολουθεί ένα παρόμοιο μοτίβο εντροπίας έχει πολύ βαθιές επιπτώσεις στη φύση του σύμπαντος».

Κατά την επόμενη δεκαετία, οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων θα είναι 10 φορές πιο ευαίσθητοι από ό,τι είναι σήμερα. Το έργο που θα διαδεχθεί την διαστημική κεραία λέιζερ συμβολόμετρου βρίσκεται υπό κατασκευή, υπόσχοντας να καταγράψει τις δονήσεις από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στο κέντρο των γαλαξιών.

Πάνω από 100 χρόνια αφότου ο Αϊνστάιν προέβλεψε τις μαύρες τρύπες χρησιμοποιώντας μαθηματικές εξισώσεις, και περισσότερο από μισό αιώνα αφότου ο Χόκινγκ το απέδειξε θεωρητικά, η ανθρωπότητα έχει πλέον αρχίσει να «ακούει» και να «βλέπει» άμεσα τα σήματα που τα επιβεβαιώνουν.

Οι μαύρες τρύπες, οι οποίες προηγουμένως υπήρχαν μόνο σε επιστημονικά βιβλία, σταδιακά γίνονται μια «πραγματική» οντότητα μπροστά στα μάτια των αστρονόμων, και κάθε καταγεγραμμένο σήμα βαρυτικού κύματος αποτελεί ένα βήμα μπροστά στο να βοηθήσει την ανθρωπότητα να κατανοήσει καλύτερα το μυστηριώδες σύμπαν στο οποίο ζούμε.

Επιστροφή στο θέμα

ΜΙΝΧ ΧΑΪ

Πηγή: https://tuoitre.vn/phat-hien-song-hap-dan-xac-nhan-tien-tri-cua-einstein-va-hawking-ve-ho-den-20250913075131812.htm