Această descoperire deschide o nouă eră în astronomie.

(Ziarul Dan Tri) - Acum zece ani, oamenii de știință au auzit sunetele universului pentru prima dată. Această descoperire a dovedit o predicție crucială a lui Einstein și a deschis o nouă eră a astronomiei.

Stânga: Fizicianul Albert Einstein, dreapta: Carl Knox – Expert în Tehnologie Creativă și Vizualizare Științifică , Universitatea de Tehnologie Swinburne, Australia.

Aceea a fost prima descoperire a undelor gravitaționale. A dovedit o predicție cheie a teoriei generale a relativității a lui Einstein. Mai recent, o nouă descoperire despre undele gravitaționale a validat o teorie a lui Stephen Hawking – un alt „gigant” în domeniul astronomiei.

Ce sunt undele gravitaționale?

Undele gravitaționale sunt „ondulații” în structura spațiu-timpului care se propagă cu viteza luminii. Sunt create de obiecte masive care sunt accelerate la viteze extrem de mari, cum ar fi coliziunea găurilor negre sau fuziunea unor rămășițe stelare masive numite stele neutronice.

Aceste ondulații care se propagă în univers au fost observate direct pentru prima dată pe 14 septembrie 2015, de către doi detectori de la Observatorul de Unde Gravitaționale cu Interferometru Laser (LIGO) din Statele Unite.

Primul semnal, cunoscut sub numele de GW150914, a provenit din coliziunea a două găuri negre, fiecare cu o masă de peste 30 de ori mai mare decât cea a Soarelui și situate la peste un miliard de ani-lumină de Pământ.

Aceasta a fost prima dovadă directă a existenței undelor gravitaționale, exact așa cum a prezis teoria relativității a lui Einstein cu 100 de ani mai devreme. Pentru această descoperire, trei oameni de știință, Rainer Weiss, Barry Barish și Kip Thorne, au primit Premiul Nobel pentru Fizică în 2017.

Simulările arată că undele gravitaționale sunt generate de două găuri negre care orbitează una în jurul celeilalte ( Video : MPI).

Sute de semnale în mai puțin de un deceniu.

Din 2015, LIGO a observat peste 300 de unde gravitaționale, împreună cu detectorul Virgo din Italia și KAGRA din Japonia.

În urmă cu doar câteva săptămâni, proiectul internațional de colaborare LIGO/Virgo/KAGRA a anunțat cele mai recente rezultate ale celei de-a patra observații, care a dublat cu mult numărul de unde gravitaționale cunoscute.

La zece ani de la descoperirea inițială, o colaborare internațională, care include oameni de știință australieni de la Centrul pentru Descoperirea Undelor Gravitaționale (OzGrav) al Consiliului Australian de Cercetare, a anunțat recent un nou semnal de undă gravitațională, GW250114.

Acest semnal este o replică aproape perfectă a primului semnal de undă gravitațională, cu nume de cod GW150914.

Este prezentată unda gravitațională observată GW250114 (LVK 2025). Datele observate sunt afișate în gri deschis. Curba albastră netedă reprezintă modelul de undă teoretic cel mai potrivit, demonstrând o potrivire excelentă cu semnalul observat.

Coliziunea găurii negre care a cauzat GW250114 are proprietăți fizice foarte similare cu cele ale GW150914. Cu toate acestea, datorită îmbunătățirilor semnificative ale detectorilor de unde gravitaționale din ultimii zece ani, noul semnal este vizibil mult mai clar (de aproape patru ori mai puternic decât cel al GW150914).

Interesant este că ne permite să testăm ideile unui alt fizician pionier: Stephen Hawking.

Hawking a avut și el dreptate.

În urmă cu peste 50 de ani, doi fizicieni, Stephen Hawking și Jacob Bekenstein, au formulat un set de legi care descriu găurile negre.

A doua lege a lui Hawking a mecanicii găurilor negre, cunoscută și sub numele de teorema ariei lui Hawking, afirmă că aria orizontului evenimentelor unei găuri negre trebuie să crească întotdeauna. Cu alte cuvinte, găurile negre nu se pot micșora.

Între timp, Bekenstein a demonstrat că suprafața unei găuri negre este direct legată de entropia sa (sau gradul de haos). A doua lege a termodinamicii ne spune că entropia trebuie să crească mereu: universul devine mereu mai haotic. Întrucât entropia unei găuri negre trebuie să crească și ea în timp, aceasta ne spune că suprafața sa trebuie să crească și ea.

Cum putem testa aceste idei? Se pare că coliziunile dintre găurile negre sunt instrumentul perfect. Precizia noii măsurători permite oamenilor de știință să efectueze cel mai precis test al teoremei ariei lui Hawking de până acum.

Experimentele anterioare care au folosit detecția inițială GW15091 au arătat că acest semnal era în concordanță cu legea lui Hawking, dar nu au putut fi confirmat definitiv.

Găurile negre sunt obiecte surprinzător de simple. Aria orizontului unei găuri negre depinde de masa și rotația sa, singurii parametri necesari pentru a descrie o gaură neagră astronomică. La rândul lor, masa și rotația determină forma undelor gravitaționale.

Măsurând separat masa și rotația celor două găuri negre care au intrat în coliziune și comparându-le cu masa și rotația ultimei găuri negre rămase după coliziune, oamenii de știință au reușit să compare suprafața celor două găuri negre care au intrat în coliziune cu suprafața ultimei găuri negre.

Datele arată o concordanță excelentă cu predicțiile teoretice conform cărora suprafața va crește, susținând puternic legea lui Hawking.

Observațiile viitoare ale undelor gravitaționale ne vor permite să testăm teorii științifice și mai ciudate și, eventual, chiar să explorăm natura componentelor lipsă ale universului: materia întunecată și energia întunecată.

Sursă: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phat-hien-mo-ra-ky-nguyen-moi-trong-thien-van-hoc-20250930235223429.htm