Deteksjon av gravitasjonsbølger bekrefter Einsteins og Hawkings «profetier» om sorte hull

Forskere har nettopp registrert det mest detaljerte gravitasjonsbølgesignalet fra en kollisjon med sorte hull, og bekrefter dermed for første gang at to viktige spådommer fra Einstein og Hawking om sorte hull er riktige.

Når to sorte hull smelter sammen, skaper de krusninger i rommet som kalles gravitasjonsbølger. Detektorer på jorden kan «fange opp» disse signalene, noe som hjelper forskere med å bedre forstå universet - Foto: Maggie Chiang/Simons Foundation

Sorte hull, «kosmiske monstre» med gravitasjonskraft så sterk at selv lys ikke kan unnslippe, har lenge vært et fascinerende tema for forskere.

Til tross for at de dukket opp i Albert Einsteins teoretiske verk for mer enn et århundre siden og ble grundig studert av Stephen Hawking på 1900-tallet, er sorte hull fortsatt det mest utilgjengelige emnet i universet på grunn av deres "usynlige" natur.

Gravitasjonsbølger: nøkkelen til å åpne døren til forskning på sorte hull

I 2015 registrerte LIGO Gravitational Wave Observatory (USA) for første gang gravitasjonsbølger, krusninger i rom og tid forårsaket av to sorte hull som kolliderte langt borte i universet. Denne oppdagelsen ble sammenlignet med å «åpne en ny sans» for å observere universet, og ga også muligheten til å direkte verifisere teorier om sorte hull.

De første dataene er imidlertid ikke detaljerte nok til å bekrefte to viktige spådommer.

Den ene er Einsteins Kerr-teori . I følge generell relativitetsteori kan sorte hull beskrives med bare to grunnleggende egenskaper: masse og spinn. Alle andre egenskaper «forsvinner» når man faller inn i et sort hull, kjent som «hårfri-teoremet».

Det andre er Hawkings arealteorem . Stephen Hawking forutså i 1971 at arealet av et sort hulls hendelseshorisont, grensen som ingenting kan unnslippe fra, bare kan forbli det samme eller øke over tid, aldri minke.

Dette blir sett på som et prinsipp som ligner på termodynamikkens andre lov, som sier at universets entropi (grad av uorden) alltid øker.

Gjennombrudd etter et tiår

Ifølge Sciencedaily publiserte det internasjonale LIGO-Virgo-KAGRA-samarbeidet nylig nye forskningsresultater i tidsskriftet Physical Review Letters . De registrerte det mest detaljerte gravitasjonsbølgesignalet noensinne, som stammer fra kollisjonen av to sorte hull (hendelse GW250114), som dannet et gigantisk sort hull med en masse 63 ganger solens og roterende opptil 100 ganger per sekund.

Takket være banebrytende teknologi har forskere for første gang fått et «fullstendig bilde» av både før og etter sammensmeltingen av to sorte hull. Fra disse dataene har de bekreftet to hypoteser samtidig:

Sorte hull beskrives faktisk presist av masse og spinn, akkurat som forutsagt av Einsteins generelle relativitetsteori.

Arealet av hendelseshorisonten øker bare etter fusjonen, i samsvar med Hawkings arealteorem.

Einstein (høyre) og Hawking (venstre) hadde nøyaktige vurderinger av sorte hulls natur - Foto: MashableIndia

Fra sorte hull til universets natur

Beviset for Hawkings teorem avslører en merkelig parallell mellom sorte hull og termodynamikk. Med andre ord, veksten av et sort hulls areal ligner en økning i entropi, noe som antyder at sorte hull kan være et «matematisk vindu» inn i vår forståelse av rommets, tidens natur og den største bestrebelsen i moderne fysikk: å forene generell relativitetsteori og kvantemekanikk i en teori om kvantegravitasjon.

«Dette er det klareste beviset hittil på at sorte hull i universet virkelig stemmer overens med Einsteins teori», sa Maximiliano Isi, et medlem av forskerteamet. «Det faktum at arealet av et sort hull følger samme lov som entropien har dyptgående implikasjoner for universets natur.»

I løpet av det neste tiåret vil gravitasjonsbølgedetektorer være 10 ganger mer følsomme enn de er i dag. En etterfølger til Laser Interferometer Space Antenna, som er under bygging, lover å fange opp vibrasjoner fra supermassive sorte hull i sentrum av galakser.

Mer enn 100 år etter at Einstein forutså sorte hull med matematiske ligninger, og mer enn et halvt århundre etter at Hawking beviste det teoretisk, har menneskeheten nå begynt å direkte «høre» og «se» signalene som beviser at de har rett.

Sorte hull, som en gang bare eksisterte i vitenskapsbøker, blir gradvis «ekte» enheter foran astronomenes øyne, og hvert registrerte gravitasjonsbølgesignal er et skritt fremover i å hjelpe mennesker med å bedre forstå det mystiske universet vi lever i.

Tilbake til emnet

MINH HAI

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