O fuziune de găuri negre confirmă din nou teoria relativității generale a lui Einstein

Curiozitate.ro

O fuziune de găuri negre confirmă din nou teoria relativității generale a lui Einstein

Pe 14 ianuarie 2025, un semnal abia perceptibil a străbătut Pământul, deformând pentru o clipă țesătura spațiu-timpului. A fost înregistrat sub numele GW250114 și s-a născut din contopirea a două găuri negre aflate la peste un miliard de ani-lumină distanță.

Detectoarele LIGO au prins vibrația cu o precizie remarcabilă, oferind fizicienilor o ocazie rară de a pune la încercare relativitatea generală în cele mai dure condiții. Teoria lui Albert Einstein a trecut, încă o dată, proba. Când două găuri negre se unesc, noul obiect nu se stabilizează imediat.

Traversează o fază de tranziție numită retrogradare, în care vibrează intens pentru a elibera energia în exces. Imaginea cea mai potrivită e aceea a unei clopote proaspăt lovite: sunetul ei se stinge treptat, pe tonuri precise. La fel și aici, doar că „sunetele” sunt unde gravitaționale.

După un deceniu de îmbunătățiri menite să izoleze detectoarele de zgomotele Pământului, GW250114 a fost înregistrat cu o claritate de trei ori mai bună decât toate recordurile anterioare. Această definiție fină a permis separarea unor armonici subtile, nuanțe ale vibrației finale.

Identificarea acestor „note” gravitaționale contează decisiv. Fiecare tonalitate oferă, independent, informații despre masa și rotația găurii negre rezultate.

Concordanța dintre măsurători și predicțiile teoretice s-a dovedit impecabilă, întărind robustețea relativității generale acolo unde gravitația devine extremă.

Evenimentul a fost și un test pentru o idee-cheie a lui Stephen Hawking, formulată în urmă cu mai bine de jumătate de secol: suprafața totală a unei găuri negre nu poate scădea, nici măcar în urma unei fuziuni cataclismice.

Analizele publicate în Physical Review Letters confirmă această predicție cu o precizie impresionantă. Înainte de contopire, cele două găuri negre aveau o suprafață cumulată de 240.000 km². După impact, suprafața orizontului de evenimente al obiectului final a ajuns la 400.000 km².

O creștere netă, în acord cu legile termodinamicii, care sugerează că orizonturile evenimentelor urmează reguli stricte. În pofida acestor victorii teoretice, prudența rămâne.

Relativitatea generală explică Universul la scară mare, dar nu pătrunde încă în infinitezimal și nu lămurește enigma materiei întunecate. LIGO operează cu două observatoare separate, în statul Washington și în Louisiana, la circa 3.030 km (1.880 mile) distanță unul de altul.

Această separare le permite cercetătorilor să compare semnalele cu diferențe de ordinul milisecundei și să confirme originea cosmică a vibrațiilor detectate. Următoarea etapă este vânătoarea celei mai mici disonanțe din concertul cosmic.

Deocamdată, Einstein are dreptate, dar oamenii de știință speră că viitoarele instrumente – precum telescopul spațial LISA, planificat pentru 2035 – vor surprinde abateri subtile.

Instalațiile de nouă generație vor fi de zece ori mai sensibile și vor capta frecvențe mai joase, emise de găuri negre și mai masive. Un asemenea flux de date ar putea deschide o cale către împăcarea gravitației cu mecanica cuantică, un paradox nerezolvat de decenii.

Până atunci, fuziunea GW250114 marchează o epocă fertilă pentru astronomie. Cu fiecare ondulație înregistrată, ne apropiem de întrebarea esențială: care este, în fapt, natura forței care guvernează realitatea noastră? Iar ecuațiile lui Einstein rămân, pentru moment, neclintite.

Surse și detalii suplimentare