În tăcerea vastă a cosmosului, doi giganți gravitaționali s-au unit într-un dans cosmic pentru a crea ceva chiar mai colosal.
Pe 14 ianuarie, detectoarele LIGO au captat ultimele ecouri ale unei coliziuni titanice între două găuri negre, relevând un fenomen pe care Stephen Hawking l-a anticipat încă din 1971, dar pe care nu a apucat să-l vadă confirmat în timpul vieții sale.
Această observație extraordinară, publicată în Physical Review Letters, validează în sfârșit una dintre cele mai îndrăznețe teorii ale fizicianului britanic și deschide o fereastră fascinantă către natura profundă a universului.
Evenimentul, denumit GW250114, va rămâne gravat în analele astrofizicii. În acea zi memorabilă, instrumentele ultrasensibile ale LIGO au detectat undulațiile spațiu-timpului provocate de fuziunea a două găuri negre îndepărtate.
Dar această observație ascundea o surpriză de proporții: gaura neagră născută din această uniune cosmică sfidează intuiția noastră cea mai elementară.
Imaginați-vă două teritorii de dimensiunea statului american Oregon, care, prin contopire, ar da naștere unei suprafețe echivalente cu cea a Californiei.
Exact asta s-a întâmplat în spațiu: cele două găuri negre originale totalizau o suprafață de aproximativ 243.000 de kilometri pătrați, însă urmașul lor gigant se întinde pe aproape 400.000 de kilometri pătrați.
Această matematică aparent imposibilă ascunde, de fapt, un adevăr profund despre natura intrinsecă a găurilor negre și validează, într-un mod strălucit, o predicție veche de mai bine de jumătate de secol.
În 1971, Stephen Hawking a formulat o propunere revoluționară: orizontul evenimentelor unei găuri negre nu se poate micșora niciodată.
Această frontieră invizibilă, dincolo de care nimic nu poate scăpa de atracția gravitațională, nu poate decât să crească sau să rămână stabilă, niciodată să se diminueze.
Această „a doua lege a mecanicii găurilor negre” stabilește un paralelism frapant cu termodinamica clasică, unde entropia nu poate decât să crească odată cu timpul.
Hawking a sugerat astfel că găurile negre nu sunt simple abisuri cosmice, ci entități termodinamice complexe, posedând propria lor temperatură și entropie. Observația din ianuarie confirmă spectaculos această viziune.
Maximiliano Isi, coautor al studiului și cercetător la Universitatea Columbia, subliniază că, în ciuda simplității sale aparente, acest principiu revelează aspecte fundamentale ale fizicii cuantice și ale relativității generale.
Când găurile negre se combină, ele provoacă vibrații spațio-temporale pe care detectoare precum LIGO le pot „auzi” pe Pământ. Pentru a ajunge la această concluzie monumentală, oamenii de știință au analizat cu minuțiozitate „melodia” gravitațională emisă în timpul fuziunii.
Așa cum un instrument muzical produce sunete caracteristice în funcție de forma și dimensiunea sa, găurile negre generează unde gravitaționale specifice care le trădează proprietățile. Momentul cel mai revelator survine după coliziune, în timpul fenomenului numit „ringdown”.
Adrian Abac, doctorand la Institutul Max Planck și autor principal al studiului, explică faptul că acest proces seamănă cu vibrațiile unui clopot lovit. Gaura neagră nou formată „rezonează”, emițând unde gravitaționale caracteristice până când își regăsește stabilitatea.
Tocmai această semnătură acustică cosmică le-a permis cercetătorilor să măsoare cu o precizie inegalabilă suprafața găurii negre rezultante și să confirme că aceasta o depășea pe cea a generatorilor săi.
Această descoperire nu se limitează doar la validarea intuițiilor lui Hawking; ea confirmă, de asemenea, metrica Kerr, o teorie matematică ce descrie găurile negre în rotație, formulată acum șaizeci de ani.
Potrivit Katerinei Chatziioannou de la Caltech, această validare demonstrează că „două găuri negre cu aceeași masă și rotație sunt identice matematic”, o proprietate unică a acestor obiecte extraordinare.
Aceste rezultate transformă înțelegerea noastră asupra găurilor negre, considerate acum sisteme termodinamice de sine stătătoare. Informația conținută într-o gaură neagră se revelează proporțională cu suprafața sa, stabilind o legătură fascinantă între geometria spațială și fizica cuantică.
Încă de la prima sa detectare istorică, în septembrie 2015, LIGO nu a încetat să se perfecționeze. Fuziunile de găuri negre, observate odinioară o dată pe lună, sunt acum detectate la fiecare trei zile, grație îmbunătățirilor tehnice constante.
Orizontul se anunță chiar mai promițător cu proiectele viitoare: LIGO-India, preconizat pentru 2030, telescopul european subteran Einstein, și ambițiosul Cosmic Explorer american, cu brațe de zece ori mai lungi decât detectoarele actuale.
Aceste instrumente revoluționare vor permite ascultarea primelor fuziuni din universul primordial și sondarea din ce în ce mai profundă a misterelor gravitaționale ale cosmosului.
Stephen Hawking, care ne-a părăsit în 2018, ar fi fost, fără îndoială, încântat să vadă cum intuițiile sale geniale deschid noi capitole ale cunoașterii umane.
