موجات الجاذبية-تتجول في وقت الفضاء الناجم عن الأحداث الكونية العنيفة-بسرعة الضوء في كل اتجاه ، وتتلاشى في النهاية مثل تموجات في الماء. لكن بعض الأحداث مدمرة ومتطرفة لدرجة أنها تخلق اضطرابات في وقت الفضاء أشبه بالموجات القوية من التموجات الصغيرة ، مع طاقة كافية للوصول إلى أجهزة الكشف الخاصة بنا هنا على الأرض.
اليوم ، أعلن تعاون LIGO عن اكتشاف أكثر اندماج الثقب الأسود الأكثر هائلة المعروف حتى الآن ، ويبدو أن المنتج النهائي له ثقب أسود ضخم أكثر من 225 ضعف كتلة الشمس. الكثير عن هذه الإشارة ، المعينة GW231123 ، تتناقض مع النماذج المعروفة للتطور النجمي ، مما يرسل الفيزيائيين المتدعيين لاعتقال كيف كان هذا الاندماج ممكنًا.
ليجو ، أو مرصد الموجة التداخل بالليزر، صنع تاريخ الفيزياء في عام 2015 بواسطة اكتشاف موجات الجاذبية لأول مرة، الاستيلاء على الصدى الكوني من اثنين من ثقوب سوداء تصادم. منذ اكتشافها الحائز على جائزة نوبل ، واصلت تعاون LIGO ، وهي شراكة دولية بين ليجو و Virgo و Kagra في إيطاليا واليابان ، على التوالي ، مراقبة الدقة في المجرة. اكتشف التعاون العديد من الإشارات من نجوم النيوترون ، Supernovas ، وحوالي 300 من عمليات الدمج الأسود.
لكن GW231123 ، الذي لوحظ لأول مرة في 23 نوفمبر 2023 ، يبدو أنه وحش غير مسبوق لدمج الثقب الأسود. اثنين من الثقوب السوداء الهائلة – 137 و 103 أضعاف كتلة الشمس – تديرها لإبقائها معًا على الرغم من كتلتها المشتركة الهائلة ، حيث تدور بسرعة 400000 مرة في سرعة دوران الأرض لتشكيل ثقب أسود أكبر من أي وقت مضى. لوضع حجمها في منظورها الصحيح ، يبلغ حامل السجل السابق لمثل هذا الاندماج ، GW190521 ، حوالي 140 ضعف كتلة الشمس.
بالنظر إلى الطبيعة الفوضوية الجاذبية لبيئات الثقب الأسود ، مع دفعاتها وسحبها ، من اللافت للنظر أن هذا الاندماج كان مستقرًا بما يكفي لموجات الجاذبية الناتجة للوصول إلى Ligo ، والتي اكتشفت الإشارات لمدة 0.1 ثانية. قال مارك هانام ، عضو فيزيو وعضو الفيزيائي في جامعة كارديف ، في أ إفادة.
“أحد الاحتمالات هو أن الفتحتين الأسود في هذا الثنائي تشكلت من خلال عمليات الدمج السابقة من الثقوب السوداء الأصغر” ، قال. “هذا هو الثقب الأسود الأكثر ضخامة التي لاحظناها من خلال موجات الجاذبية ، وهي تمثل تحديًا حقيقيًا لفهمنا لتشكيل الثقب الأسود.”
“يبدو أن الثقوب السوداء تدور بسرعة شديدة – أي الحد الذي تسمح به نظرية آينشتاين للنسبية العامة” ، أوضح تشارلي هوي ، عضو ليجو والفيزيائي في جامعة بورتسموث في إنجلترا ، في نفس الإصدار. “هذا يجعل الإشارة صعبة النمذجة وتفسيرها. إنها دراسة حالة ممتازة لدفع تطور أدواتنا النظرية إلى الأمام.”
سيقدم العلماء النتائج التي توصل إليها حول GW231123 الأسبوع المقبل في المؤتمر الدولي الرابع والعشرين حول النسبية والجاذبية العامة (GR24) ومؤتمر Edoardo Amaldi السادس عشر حول موجات الجاذبية ، التي عقدت بشكل مشترك مع عدم وجود GW-AMALD في غلاسغو ، في المملكة المتحدة بعد ذلك ، فإن البيانات ستكون خارجية للجمهور ، والخروج من السباق إلى GW2313. أجب في أي وقت قريب.
وأضاف جريجوريو كارولو ، وهو عضو فيزيو في جامعة برمنغهام ، إن “سوف يستغرق الأمر سنوات حتى يكشف المجتمع هذا النمط المعقد للإشارة وجميع آثاره”. “على الرغم من أن التفسير الأكثر ترجيحًا لا يزال اندماجًا أسودًا ، إلا أن السيناريوهات الأكثر تعقيدًا يمكن أن تكون مفتاح فك رموز ميزاتها غير المتوقعة. أوقات مثيرة في المستقبل!”
تصور الفيزيائيون أولاً موجات الجاذبية في أواخر القرن التاسع عشر ، لكن الفكرة اكتسبت زخماً شعبياً بفضل ألبرت أينشتاين. كواحدة من الأساليب القليلة الملحوظة التي لا تحتاج إلى الضوء “لترى” الظواهر الكونية ، فإن الموجات الجاذبية لا مثيل لها ثقوب سوداءو النجوم القديمة، وحتى المادة المظلمة. لذلك ، في الواقع – تتمثل في الأوقات المقبلة!