Újabb két fekete lyuk összeolvadását figyelték meg kutatók a LIGO (lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatórium) detektoraival. Ez a harmadik alkalom, hogy a kozmikus esemény révén az Egyesült Államokban működő szerkezet észlelte az Albert Einstein által több mint száz éve megjósolt gravitációs hullámokat.
Ezzel tartósan új ablak nyílt a világegyetemre – hangsúlyozta a bejelentéssel kapcsolatban a LIGO együttműködés, amelyben magyar tudósok is részt vesznek. A most ismertetett esemény emellett megerősítette a fekete lyukak egy új osztályának létezését – tették hozzá a szakemberek, akik a Physical Review Letters című tudományos folyóiratban publikálták tanulmányukat.
Csakúgy, mint a gravitációs hullámok első, 2015. szeptemberi megfigyelésekor, most is a hannoveri Max Planck Gravitációfizikai Intézetben fedezték fel először a téridő hullámszerű változását. A LIGO Egyesült Államokban található detektorai 2017. január 4-én észlelték a 3 milliárd fényévnyire lévő két, egymás körül nagy sebességgel, spirálszerűen forgó, végül pedig eggyé váló fekete lyuk összeolvadásából származó gravitációs hullámokat. A két objektumból létrejött fekete lyuk 49 naptömegű. A gravitációs hullámok első megfigyelésekor 62 naptömegű, a második alkalommal – 2015 karácsonyán – 21 naptömegű fekete lyuk született két-két fekete lyuk összeolvadásából. A 2017-es esemény tehát már a harmadik ilyen fajsúlyú esemény, ami megerősíti a – több mint 20 naptömegű – fekete lyukak új osztályának létezését – mutattak rá a tudósok.
“Olyan égitestek ezek, amelyek létezéséről nem is tudtunk azelőtt, hogy a LIGO felfedezte őket” – hangsúlyozta David Shoemaker, az együttműködésben részt vevő Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) LIGO-szóvivője.
A gravitációs hullámok hasonló változásokat keltenek a téridőben, mint a vízbe dobott kő a víz felszínén. Einstein relativitáselmélete szerint nagy tömegű objektumok mozgásakor keletkeznek. Minél nagyobb a tömeg és a mozgás sebessége, annál nagyobbak a hullámok. A LIGO két detektora – az egyik Louisiana, a másik Washington államban – ezeket a rezgéseket mutatja ki. Így tudták megfigyelni a mostani esetben a két összeolvadó fekete lyuk utolsó másodpercét. A jel ezúttal gyengébb volt, mint a gravitációs hullámok első észlelésekor, aminek az az oka, hogy az esemény csaknem kétszer olyan távoli volt.
Mint a tudósok elmondták, az LIGO által megfigyelt kozmikus események arra utalnak, hogy a nagy tömegű feketelyuk-párok gyakoribbak az eddig véltnél. “Még sok újat fogunk megtudni, izgalmas időszak ez a gravitációshullám-asztrofizikában” – hangsúlyozta a hannoveri Max Planck Intézet igazgatója, Karsten Danzmann.
“Elkezdtünk rendszeresen információt gyűjteni a világegyetemről, amely immár erős gravitációs laboratóriumunkká vált” – mondta az MTI-nek Márka Szabolcs fizikus azzal kapcsolatban, hogy újabb két fekete lyuk összeolvadását figyelték meg a LIGO (lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatórium) detektoraival.
Ez a harmadik alkalom, hogy a kozmikus esemény révén az Egyesült Államokban működő szerkezet észlelte az Albert Einstein által több mint száz éve megjósolt gravitációs hullámokat. Az első két alkalommal is fekete lyukak ütközését megfigyelve sikerült. A LIGO-együttműködésben részt vevő és a New York-i Columbia Egyetemen kutató Márka Szabolcs, Márka Zsuzsa és Bartos Imre az MTI-nek hangsúlyozta: a felfedezést kiemelkedő jelentőségűnek tartják, mert “kezd kozmikus szimfóniává összeállni a fekete lyukak ütközésének rendszeres rögzítése, és egyre közelebb kerülünk ahhoz, hogy megértsük a fekete lyukak ütközésének eredetét, és ezzel felhasználjuk őket az univerzum tanulmányozására”.
“Az elkövetkező években megtanuljuk majd, hogy hol élnek, hogyan születnek, növekednek és halnak meg a fekete lyukak” – fogalmazott Márka Szabolcs.
Bartos Imre asztrofizikus kifejtette: egyedül a Tejútrendszerben – a mi galaxisunkban – feltételezhetően több mint százmillió fekete lyuk van, és emberöltőnként egy-egy újabb is születik. Kutatásukkal pedig pontosan meghatározható, hogy mikor és hogyan alakult ki a világegyetem. Hozzátette, a Tejútrendszer százezer fényév nagyságú, és a két fekete lyuk 2017 januárjában észlelt ütközése, amelyet most ismertettek, mintegy hárommilliárd fényévre történt, tehát sokkal nagyobb térben, mint a Tejútrendszer. Ilyen ütközés nagyon ritkán történik, és az észlelése is nagyon ritka – emelte ki. Hangsúlyozta: mindezt nem is lehetett volna érzékelni a LIGO nélkül, bemérni pedig végképp nem. Márka Szabolcs hozzáfűzte, hogy még a LIGO is csupán a világegyetem egy kicsi részét képes megfigyelni.
A fekete lyukak – valójában gömb alakú objektumok – a természet különleges produktumai, amelyek akkor keletkeznek, ha a csillagok összeroppannak a saját gravitációs erejük súlya alatt – magyarázta Bartos Imre. Ha valamilyen anyag nagyon sűrűvé válik, akkor a gravitációs ereje annyira megnövekedhet, hogy megakadályozza, hogy bármi – akár a fény is – távozzon belőle. A fekete lyuk csak “beszippant”, de el nem enged. “Két fekete lyuk pedig akkor ütközhet össze, ha egymás közelében születnek vagy véletlenül túl közel kerülnek egymáshoz” – tette hozzá.
Márka Zsuzsa asztrofizikus szerint a mostani felfedezés egyik nagy érdekessége a fekete lyuk megmért tömege és nagy forgási sebessége. “Az eddig más módszerekkel azonosított fekete lyukak tulajdonságai egészen mások. Az általunk most felfedezett fekete lyukak tömege a Nap tömegének húsz-ötvenszerese, kiterjedésük pedig nagyjából Szabolcs-Szatmár-Bereg megye méretű” – mondta.
Az MTI kérdésére, hogy mire jó a fekete lyukak tanulmányozása, a tudósok eltérő választ fogalmaztak meg. Márka Szabolcs fizikus szerint nagyon fontos tudni, hogy hogyan is működik a világ, amelyben élünk. Hozzátette, ezeknek a kutatásoknak nem csak az a hasznuk, hogy hozzásegítenek az univerzum megértéséhez. A kutatások során a napi gyakorlati életben hasznosítható eredmények is születnek. “Gondoljunk csak a tudomány ‘melléktermékeire’, a CT-től az MRI-ig, amelyek minden nap életet mentenek” – hangsúlyozta. Bartos Imre szerint ma a fizika egyik nagy kérdése az, hogy a gravitáció mint erő hogyan illeszthető össze más erőkkel: a nukleáris erőkkel és az elektromágneses erővel. Ezt ma nem lehet mérni, mivel a környezetünkben nincs olyan természeti jelenség, amelyben ezek az erők együttesen lépnek fel.
“A fekete lyukak viszont olyan helyek, amelyekben kis térben van nagy gravitációs erő. Ilyen a földi viszonyok közepette nem mérhető” – mondta. “A fekete lyukak eszközök arra, hogy megismerjük, megértsük az univerzum mozgásait, jelenségeit.”
