Ob 10. obletnici prve zaznave gravitacijskih valov je observatorij LIGO znova poskrbel za znanstveno prelomnico. Tokrat so raziskovalci zaznali signal GW250114 – najmočnejši val doslej – ki potrjuje ključne napovedi Alberta Einsteina, Stephena Hawkinga in Roya Kerra ter odpira vrata k boljšemu razumevanju črnih lukenj.
Gravitacijski valovi – od teorije do resničnosti
Einstein je že leta 1915 v splošni teoriji relativnosti napovedal obstoj gravitacijskih valov, majhnih motenj v prostor-času, ki nastanejo ob izjemno »nasilnih« dogodkih v vesolju, kot so trki črnih lukenj. Prvo neposredno zaznavo je LIGO opravil 14. septembra 2015. Signal GW150914, ki je potoval 1,3 milijarde let, je takrat odprl povsem novo okno v vesolje – možnost, da dogodke »slišimo« prek »zvonenja« prostor-časa.
V desetletju, ki je sledilo, so detektorji LIGO, Virgo in japonski KAGRA zabeležili številne podobne signale, od trkov črnih lukenj do združitev nevtronskih zvezd. A tokratnji GW250114 izstopa po jasnosti in moči: bil je kar trikrat glasnejši od prejšnjega.
Hawkingova in Kerrjeva teorija potrjeni
Iz novega signala je razvidno, da se je površina dogodkovnega obzorja po združitvi dveh črnih lukenj povečala – natančno tako, kot sta v 70. letih napovedala Stephen Hawking in Jacob Bekenstein. Njuno načelo pravi, da se celotna površina dogodkovnih obzorij ob združitvi nikoli ne zmanjša, temveč raste.
Poleg tega je signal omogočil tudi preizkus Kerrjeve geometrije, ki opisuje prostor okoli rotirajoče črne luknje. Po napovedih Roya Kerra lahko takšne objekte popolnoma opišemo le z dvema vrednostima: maso in vrtilnim momentom. Tokrat je bilo prvič mogoče jasno razločiti dva »tona« zvonjenja črne luknje po združitvi in dokazati, da ustrezata Kerrjevemu opisu.
Tehnološki čudež
LIGO danes deluje z neverjetno natančnostjo. Njegovi detektorji v Washingtonu in Louisiani zaznavajo popačenje prostor-časa, ki je kar 10.000-krat manjše od širine protona – torej približno 700 trilijonkrat tanjša od človeškega lasu. Do takšne občutljivosti so znanstveniki prišli z desetletji stalnih nadgradenj in tehnoloških prebojev.
Kip Thorne, eden od pionirjev projekta in Nobelov nagrajenec, je ob tej priložnosti priznal, da sprva ni verjel v izvedljivost. »Tehnične težave so se zdele nepremostljive, a z inovacijami smo uspeli,« je dejal.
Pogled v prihodnost
Današnja odkritja pomenijo začetek natančne gravitacijske astronomije. V prihodnjih letih načrtujejo še četrti detektor v Indiji, ki bo izboljšal lokalizacijo virov signalov in povečal občutljivost celotnega sistema.
Ob tem se mnogi spomnijo Einsteina, ki je sicer napovedal obstoj gravitacijskih valov, a dvomil, da bo človeštvo kdaj razvilo dovolj občutljive instrumente za njihovo zaznavo. Danes, desetletje po prvi potrditvi teh valov, jih znanstveniki ne le zanesljivo merijo, temveč z njihovo pomočjo preizkušajo tudi najdrznejše hipoteze o naravi črnih lukenj.
Novinar
