Kun kaksi neutronitähtiä räjähti yhdessä kaukana avaruudessa, he tekivät universumissa voimakkaan tärinän - painovoima-aallot, jotka tutkijat havaitsivat Maapallolla vuonna 2017. Nyt seulottuaan näitä painovoima-aaltorekisteröintejä pari fyysikkoa uskoi löytäneensä todisteita musta aukko, joka loukkaa Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian teorian piirrettyä siistiä mallia.
Yleisesti suhteellisuusteoriassa mustat aukot ovat yksinkertaisia esineitä: äärettömästi pakattuja yksilöllisyyksiä tai ainepisteitä, joita ympäröi sileä tapahtumahorisontti, jonka läpi valo, energia tai aine eivät pääse. Tähän saakka jokainen mustasta aukosta kerätty tieto on tukenut tätä mallia.
Mutta 1970-luvulla Stephen Hawking kirjoitti sarjan kirjoituksia, joiden mukaan mustien reikien rajat eivät ole aivan niin sileitä. Sen sijaan ne hämärtyvät kvanttimekaniikkaan liittyvien vaikutussarjojen ansiosta, jotka sallivat "Hawkingin säteilyn" paeta. Vuosien jälkeen on syntynyt joukko vaihtoehtoisia mustan aukon malleja, joissa ne sileät, täydelliset tapahtumahorisontit korvataan hoikkaimmilla, sumeimmilla kalvoilla. Viime aikoina fyysikot ovat ennustaneet, että tämä sume on erityisen voimakas vasta muodostuneiden mustien reikien ympärillä - riittävän merkittäviä heijastamaan painovoima-aaltoja tuottaen kaiku mustan aukon muodostumisen signaalissa. Nyt, kahden fyysikon mielestä neutronitähtien törmäyksen jälkeen, he ovat löytäneet tämän tyyppisen kaiun. He väittävät, että musta aukko, joka muodostui, kun neutronitähdet sulautuivat, soi kuin kaikuva kello ja puristavat yksinkertaisen mustan aukon fysiikan.
Jos kaiku on todellinen, niin sen on oltava kvanttimustan aukon summasta, sanoi tutkimuksen avustaja Niayesh Afshordi, fyysikko Kanadan Waterloon yliopistossa.
"Einsteinin suhteellisuusteoriassa aine voi kiertää mustien reikien ympärillä suurilla etäisyyksillä, mutta sen tulisi pudota mustaan reikään lähellä tapahtumahorisonttia", Afshordi kertoi Live Science: lle.
Joten lähellä mustaa reikää ei pitäisi olla löysää materiaalia kaikua painovoimaaaltoja. Jopa mustilla reikillä, jotka ympäröivät itsensä materiaalilevyillä, pitäisi olla tyhjä alue heti tapahtumahorisontinsa ympärillä, hän sanoi.
"Aikaviive, jota odotamme (ja havaitsemme) kaikuihimme ..., voidaan selittää vain, jos jokin kvanttirakenne sijaitsee aivan heidän tapahtumahorisontinsa ulkopuolella", Afshordi sanoi.
Se on tauko yleensä häiriömättömistä ennusteista yleisestä suhteellisuudesta.
Nykyisten gravitaatioaaltoilmaisimien tiedot ovat kuitenkin meluisia, niitä on vaikea tulkita oikein ja altis väärille positiivisille. Gravitaatioaalto, joka kaikuu mustasta aukosta ympäröivää kvanttisummaa, olisi aivan uudenlainen havaitseminen. Mutta Afshordi sanoi, että välittömän fuusion jälkeen tämän sumun olisi pitänyt olla riittävän voimakasta heijastamaan painovoima-aaltoja niin jyrkästi, että olemassa olevat ilmaisimet näkivät sen.
Pennsylvanian Villanovan yliopiston astrofysiikka Joey Neilsen, joka ei ollut mukana tässä artikkelissa, sanoi, että tulos on vakuuttava - etenkin siksi, että kaiut esiintyivät useammassa kuin yhdessä painovoima-aaltoilmaisimessa.
"Se on vakuuttavampaa kuin sekoittamalla tietoja etsimällä tietyntyyppistä signaalia ja sanomalla 'aha!' kun löydät sen ", Neilsen kertoi Live Science: lle.
Silti hän sanoi, että hänen olisi pitänyt nähdä lisätietoja ennen kuin hän oli täysin vakuuttunut siitä, että kaikuja oli totta. Lehdessä ei oteta huomioon muita painovoima-aaltoilmaisimia, jotka on kerätty noin 30 sekunnin sisällä ilmoitetuista kaikuista, Neilsen sanoi.
"Koska merkityslaskelmat ovat niin herkkiä, kuinka valitset ja valitset tietosi, haluaisin ymmärtää kaikki nuo ominaisuudet paremmin ennen kuin olen tehnyt vakuuttavia johtopäätöksiä", hän sanoi.
MIT: n astrofysiikko Maximiliano Isi suhtautui skeptisesti.
"Se ei ole ensimmäinen tämän ryhmän tämän tyyppinen väite", hän kertoi Live Science: lle.
"Valitettavasti muut ryhmät eivät ole pystyneet toistamaan tuloksiaan, eikä yrittämisen puutteen takia."
Isi huomautti sarjasta papereita, joissa ei löytynyt kaikuja samoista tiedoista. Yksi niistä, kesäkuussa julkaistu, kuvaili "hienostuneemmaksi, tilastollisesti vankeammaksi analyysiksi".
Afshordi kertoi, että hänen uudessa paperissaan on se etu, että se on paljon herkempi kuin aikaisempi työ, ja siinä on vankempia malleja heikoimpien kaikujen havaitsemiseksi. Lisäksi hän totesi, että "ilmoittamamme havainto on tilastollisesti merkittävin kymmenestä tutkimuksesta" koska sillä oli väärä hälytysmahdollisuus noin 2 100 000: sta. "
Vaikka kaiku on todellinen, tutkijat eivät vieläkään tiedä tarkalleen, millainen eksoottinen astrofysikaalinen esine aiheutti ilmiön, Neilsen lisäsi.
"Mikä on mielenkiintoista tässä tapauksessa, on se, että meillä ei ole aavistustakaan, mitä alkuperäisen sulautumisen jälkeen jäi jäljelle: muodostuiko musta aukko heti vai oliko siellä jotain eksoottista, lyhytaikaista välikappaletta?" Neilsen sanoi. "Tulokset täällä ovat helpoimpia ymmärtää, jos jäännös on hypermassiivinen, joka romahtaa noin sekunnissa, mutta tässä esitetty kaiku ei ole vakuuttava minulle, että kyseinen skenaario on se, mitä todella tapahtui."
On mahdollista, että tiedoissa on kaikuja, Isi sanoi, mikä olisi erittäin merkittävä. Hän ei vain ole vielä vakuuttunut.
Neilson sanoi, että riippumatta siitä, kuinka kaikki tiedot tärisevät, on selvää, että tulos osoittaa jotain, jota kannattaa tutkia tarkemmin.
