Βαρυτικά Κύματα: Για δεύτερη φορά τα συμβολόμετρα του LIGO ανιχνεύουν βαρυτικά κύματα από δυο συγκρουόμενες μαύρες τρύπες

Για δεύτερη φορά οι επιστήμονες έχουν ανιχνεύσει άμεσα βαρυτικά κύματα – ρυτιδώσεις στην υφή του χωρόχρονου που δημιουργούνται από ακραία κατακλυσμικά γεγονότα στο μακρινό σύμπαν. Η ομάδα έχει προσδιορίσει ότι η απίστευτα αδύναμη ρυτίδωση που τελικά έφθασε στη Γη, παράχθηκε από δυο μαύρες τρύπες που συγκρούστηκαν με το μισό της ταχύτητας του φωτός, 1,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

Οι επιστήμονες ανίχνευσαν τα βαρυτικά κύματα χρησιμοποιώντας τα δίδυμα LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) συμβολόμετρα, που είναι εγκατεστημένα στο Livingston της Louisiana και στο Hanford της Washington. Στις 26 Δεκεμβρίου του 2015, στις 3:38 UTC (6:38 στην Ελλάδα), και οι δυο ανιχνευτές εγκατεστημένοι σε απόσταση 3000 km μακριά ο ένας από τον άλλο, εντόπισαν ένα πολύ εξασθενημένο σήμα μέσα στον περιβάλλοντα θόρυβο.

Ενώ η πρώτη ανίχνευση του LIGO, που αναφέρθηκε στις 11 Φεβρουαρίου, παρήγαγε μια καθαρή κορυφή, ή “τιτίβισμα”, στα δεδομένα, αυτό το δεύτερο σήμα ήταν μακράν ηπιότερο, δημιουργώντας μια αβαθή κυματομορφή – ουσιαστικά μια αμυδρό τρίξιμο – που ήταν σχεδόν θαμμένο στα δεδομένα. Χρησιμοποιώντας προχωρημένες τεχνικές ανάλυσης δεδομένων, η ομάδα προσδιόρισε ότι πράγματι η κυματομορφή σηματοδοτούσε ένα βαρυτικό κύμα.

Στο video: Προσομοίωση βαρυτικών κυμάτων που εκπέμπονται καθώς δυο μαύρες τρύπες με μάζες 8 και 14 φορές την μάζα του ήλιου περιστρέφονται η μια γύρω από την άλλη και τελικά συγχωνεύονται.

Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι το βαρυτικό κύμα προέκυψε από τη σύγκρουση δυο μελανών οπών, με μάζες 14,2 και 7,5 φορές τη μάζα του Ήλιου. Το σήμα που εντοπίστηκε από τους ανιχνευτές του LIGO περιέχει τις τελευταίες στιγμές πριν οι μαύρες τρύπες συγχωνευτούν: Για το τελικό περίπου δευτερόλεπτο, ενώ το σήμα ήταν ανιχνεύσιμο, οι μαύρες τρύπες περιστρέφονταν 55 φορές η μια γύρω από την άλλη, πλησιάζοντας το μισό της ταχύτητας του φωτός, πριν συγχωνευτούν με μια σύγκρουση που απελευθέρωσε ένα τεράστιο ποσό ενέργειας με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων, ισοδύναμο με τη μάζα του Ήλιου. Αυτό το κατακλυσμιαίο συμβάν, πριν από 1,4 δισεκατομμύρια χρόνια, παρήγαγε μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα με πολύ μεγαλύτερη μάζα που είναι 20,8 φορές η μάζα του Ήλιου.

Αυτή η δεύτερη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, που επιβεβαιώνει και πάλι τη Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Einstein, δοκίμασε με επιτυχία την ικανότητα του LIGO να ανιχνεύει απίστευτα ήπια βαρυτικά σήματα. Οι επιστήμονες, ως μέρος της Επιστημονικής Συνεργασίας LIGO και της Συνεργασίας Virgo (Ευρωπαϊκό Παρατηρητήριο), δημοσίευσαν τα αποτελέσματα σήμερα στο Physical Review Letters.

(Egno: Θα αναφερθούμε στο θέμα και αύριο.)

Πηγή: MIT αλλά και American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: GW151226: Observation of Gravitational Waves from a 22-Solar-Mass Binary Black Hole Coalescence. Phys. Rev. Lett. 116.

Επίσης Ακούστε:

podcast: Τι είναι τα Βαρυτικά Κύματα (Συνέντευξη με τον διευθυντή έρευνας στο ΜΙΤ Ερωτόκριτο Κατσαβουνίδη)