Detektovan sudar crnih rupa koji nikada ranije nije viđen

Od 1983. godine uključen sam u potragu za gravitacionim talasima. Ove talase predvideo je Albert Ajnštajn 1916. godine, mada je brzo primetio da će biti toliko mali i slabi da će ih biti nemoguće posmatrati. Trebalo nam je 100 godina da ih direktno otkrijemo, piše za portal „Njuzvik“ profesor Nelson Kristensen.

Sve do našeg prvog otkrivanja 2015. godine, svi mi istraživači gravitacionih talasa smatrali smo se dovoljno finima, ali verovatno pomalo ludima da bismo išli dalje, posle ovog, očigledno nemogućeg zadatka. Svet fizike se mnogo promenio u poslednjih pet godina, a mi smo 2019. godine napravili neverovatno otkriće, naveo je profesor Kristensen.

Jednostavan način da razumemo naš rad sa gravitacionim talasima je sledeći: sa gravitacijom, ako ubrzate masu, nastaće gravitacioni talasi. Gravitacioni talasi zapravo dovode do istezanja i skupljanja prostora, a mi pokušavamo da izmerimo to istezanje prostora uređajima u obliku slova L, nazvanim laserski interferometri.

Otkako je Galileo okrenuo teleskop ka nebesima i šokirao svet videći satelite koji kruže oko Jupitera, novi teleskopi su doneli iznenađujuća otkrića. Isto važi i za gravitacione talase. I dok elektromagnetni talasi – koji uključuju radio, optičke i gama zrake – dopuštaju da vidimo univerzum, gravitacioni talasi su poput novog osećaja; čujemo univerzum. Do sada smo uspeli da čujemo puno crnih rupa, piše profesor Kristensen, čiji tekst prenosimo u nastavku.

Dana 21. maja prošle godine, tri interferometra su se koristila da posmatraju ovo rastezanje svemira kao rezultat gravitacionih talasa i otkrili su čudan signal. Radim kao deo tima koji nadgleda signale, pa me je ovo otkriće uzbudilo, iskren je Kristensen.

Obično su naši signali ono što nazivamo „cvrkutanje“ – frekvencija i amplituda signala se povećavaju s vremenom. Međutim, signal koji sada nazivamo GV190521, više je ličio na prasak.

U potrazi za neočekivanim

Znali smo da postoji mogućnost da je signal povezan sa spajanjem dve crne rupe. Od 2015. godine, zvanično smo najavili 15 otkrivanja ovog rastezanja svemira, a od njih 13 je napravljeno binarnim sistemom od dve crne rupe koje su se potom spojile. Ali naravno, uvek tražimo i druge stvari: supernove, pulsare... i uvek smo u potrazi za neočekivanim.

Ovaj određeni signal bio je kratak u vremenu od 0,1 sekunde i niske frekvencije, dosežući oko 60 herca. Napravili smo brzi pregled podataka i nismo pronašli nijedan razlog da pomislimo da se radi o buci.

Zatim smo poslali upozorenje široj astronomskoj zajednici, dajući im informacije o signalu, našu procenu gde se nalazi na nebu, koliko je daleko i da smo mislili da je to možda binarna crna rupa.

Zatim je usledio težak posao. Morali smo da proučimo i verifikujemo ovaj signal pre nego što smo ga mogli formalno objaviti. Pre svega, zaista smo morali da se uverimo da je ovo binarno spajanje crne rupe. Signal je bio na tako niskoj frekvenciji da smo znali da, ako je u pitanju binarna crna rupa, mora da je zaista masivan.

Takođe smo morali da se uverimo da to nije nešto drugo, poput supernove. Što je najvažnije, morali smo biti sigurni da to nije bio samo šum detektora. Izazov je bila i vrlo kratka dužina signala.

Trebalo nam je više od godinu dana da pažljivo ispitamo signal, a mi smo ga uporedili sa najsofisticiranijim simuliranim signalima iz vrlo složenih opštih relativističkih studija (studija koje analiziraju gravitacione talase koristeći teorije relativnosti).