Colaborarea LIGO-Virgo-KAGRA sărbătorește 10 ani de la descoperirea primelor unde gravitaționale de ei. Au publicat recent datele celui mai clar semnal detectat vreodată, confirmând teoria lui Stephen Hawking despre câmpul gravitațional al găurilor negre.
Evenimentul a fost observat la 14 Ianuarie 2025, și este cunoscut sub numele de GW250114, și nu a fost inclus în încă în datele publicate. În multe privințe, este similar cu primul eveniment de unde gravitaționale observat, GW150914. Ambele au implicat coliziuni între găuri negre de 30-40 mase solare, și ambele au avut loc la aproximativ 1,3 miliarde ani lumină de Pământ. Diferența constă în acuratețea măsurătorilor în intervalul de 10 ani, noul fiind incredibil de clar.
"Volumul" undelor gravitaționale detectate anterior de LIGO-Virgo-KAGRA este undeva între un râs puternic și un strigăt în zgomotul unei petreceri. În acest context, GW250114 seamănă mai degrabă cu o alarmă de incendiu, spun experții. "GW250114 este cel mai puternic semnal de unde gravitaționale pe care l-am observat până acum - cu mult! Prin cel mai puternic, vreau să spun că amplitudinea semnalului este mult mai mare decât zgomotul de fond prezent în detectoarele noastre", spune Simona Miller, studentă absolventă la Caltech și coautoare a studiului.
Datorită purității semnalului, echipa a putut măsura atât suprafața celor două găuri negre, cât și suprafața găurii negre finale. Suprafața totală a celor două găuri negre inițiale a fost de 240.000 kilometrii pătrați, aproximativ de mărimea statului Oregon. Corpul ceresc final a crescut clară, are aproximativ 400 000 km pătrați, aproximativ de mărimea statului California.
"Deoarece GW250114 este atât de strident, putem măsura masa și rotația sa cu o precizie mult mai mare decât semnalele anterioare - și mai important, masa și rotația noii găuri negre. Deoarece suprafața unei găuri negre este calculată direct din masa și rotația acesteia, suprafețele sunt supuse unor constrângeri mai stricte, permițând teoremei suprafeței lui Hawking să fie testată cu mai multă certitudine", continuă Miller.
Suprafața unei găuri negre este legată de entropia sa. Cu cât crește entropia, cu atât este mai mare suprafața găurii negre. Există însă o excepție. Hawking a indicat că găurile negre pot pierde masă prin radiații, crescând entropia generală a universului astfel reducând suprafața sa.
Raportul semnal-zgomot - un indicator al purității semnalului - a fost de 80 pentru detecția actuală, comparativ cu 26 pentru prima. "Măsurătorile noastre actuale rămân cele mai precise interceptate de omenire", spune Vicky Kalogera, unul dintre astrofizicienii seniori ai LIGO. "Această performanță depășește tot ceea ce s-a crezut că este posibil. Este o descoperire uimitoare".
Într-o lucrare nouă, experții afirmă că au efectuat teste suplimentare ale relativității generale. A venit momentul să se testeze teoria lui Einstein prin observarea undelor gravitaționale. "Înregistrarea undelor gravitaționale de la GW250114 este o etapă majoră în istoria de zece ani a științei undelor gravitaționale", scriu autorii în lucrare.
