سیاهچاله هایی که سه بار در ثانیه به دور یکدیگر می چرخند نظریه انیشتین را تایید می کند

مشاهده یک جفت سیاهچاله در حال ادغام که با سرعت سه بار در ثانیه نوسان می کنند، تاییدی بر یکی از پیش بینی های نظریه نسبیت عام انیشتین است که برای اولین بار به وضوح دیده می شود. این نوسان که تقدیم نامیده می شود، زمانی اتفاق می افتد که مدار یا چرخش یک جرم به آرامی در طول زمان تغییر می کند. نمونه ای از این پدیده مخروطی است که با کاهش سرعت شروع به چرخش می کند.

تقدم مداری ناشی از گرانش یکی از نتایج نسبیت عام است که بیان می کند اجسام سنگینی که فضا-زمان را خم می کنند باعث می شوند شکل مدار آنها با زمان تغییر کند. این اثر در ستارگان نوترونی که به دور یکدیگر می چرخند، ضعیف مشاهده می شود. اما آنقدر ضعیف بود که مدارها چندین بار در سال با سرعت ناچیز نوسان می کردند.

اکنون مارک هانام و همکارانش در دانشگاه کاردیف توانسته اند نمونه بسیار قوی تری از این اثر را شناسایی کنند که نتیجه چرخش دو سیاهچاله به دور یکدیگر است. این دو با یک پنجم سرعت نور حرکت می کنند و چرخش یکی از آنها در زاویه 90 درجه نسبت به چرخش مداری خود باعث این اثر شده است. ادغام این دو سیاهچاله منجر به انتشار یک موج گرانشی به نام شده است GW200129 مشخص است این موج سیگنالی را برای حرکت به جلو با سرعت سه بار در ثانیه حمل می کند. هانام می گوید:

این سیگنال 10 میلیارد برابر سریعتر از هر چیزی است که قبلا اندازه گیری کرده ایم. بنابراین، این افراطی ترین حالت نظریه انیشتین است که در آن مکان و زمان در هم پیچیده می شوند و در شرایط جنون آمیز از شکل اولیه خود خارج می شوند.

در این ویدئو فلش ها جهت نرمال (عمود) به صفحه چرخش را نشان می دهند و رنگ های آبی و قرمز در صفحه پایین، امواج گرانشی را نشان می دهند. در پایان فرآیند ادغام، آخرین سیاهچاله با سرعت ۲۱۶۴ کیلومتر بر ثانیه در حال حرکت است که برای فرار از کهکشانی که در آن قرار دارد کافی است. برای اطلاعات بیشتر به این صفحه مراجعه کنید.

برای تشخیص انقباض، تیمی از محققان داده‌هایی را که برای اولین بار در سال 2020 توسط سه گیرنده امواج گرانشی واقع در ایالات متحده و ایتالیا جمع‌آوری شده بود، دوباره تجزیه و تحلیل کردند. تحقیقات قبلی بی نتیجه بود. اما از مدل پیچیده تری برای سیگنال موج گرانشی استفاده می کند. هانام و تیمش دریافتند که بهترین راه برای توضیح این سیگنال این است که یکی از سیاه‌چاله‌هایی که حد فراوانی آن توسط نسبیت عام مجاز است، در حال چرخش است و باعث سبقت در مدار این سیستم سیاه‌چاله می‌شود.

مقالات مرتبط:

فابیو آنتونینی دانشگاه کاردیف نیز چنین می گوید:

پیامدهای اخترفیزیکی این کشف بسیار مهم است. این اسپین شدید و عدم تطابق مداری را نمی‌توان با درک کنونی ما از نحوه تشکیل سیاه‌چاله‌ها، که شامل ستارگان در حال فروپاشی است، توضیح داد و نیاز به توضیح دیگری دارد.

  تست سقوط آیفون 14 پرو مکس در مقابل سامسونگ گلکسی اس 22 اولترا

ترجمه امواج گرانشی GW200129 به صدا. این فرآیند کمتر از یک ثانیه طول کشید و به صورت دستی تا 30 ثانیه افزایش یافت. برای شنیدن جهت جفت سیاهچاله از هدست یا هندزفری استفاده کنید.

این تحقیق در مجله Nature منتشر شده است.

دیدگاهتان را بنویسید