„To dla mnie ogromna satysfakcja, że po latach pracy możemy potwierdzić jedno z najważniejszych przewidywań Stephena Hawkinga. Fale grawitacyjne otworzyły nam nowe okno na Wszechświat, a teraz pozwalają również weryfikować fundamentalne prawa fizyki czarnych dziur. Cieszę się, że wraz z zespołem z Narodowego Centrum Badań Jądrowych i grupy Polgraw–Virgo mogliśmy wnieść wkład w to przełomowe odkrycie” – powiedział prof. Andrzej Królak z Zakładu Astrofizyki Narodowego Centrum Badań Jądrowych, cytowany w komunikacie NCBJ.

Prof. Królak wraz z dr. Orestem Doroshem oraz dr. Sreekanthem Harikumarem z Zakładu Astrofizyki Narodowego Centrum Badań Jądrowych są członkami grupy Polgraw-Vigro, która dokonała tego odkrycia, współpracując z zespołem LVK.

Dziesięć lat wcześniej, 14 września 2015 roku, do Ziemi dotarł bardzo słaby sygnał, który wędrował przez kosmos 1,3 miliarda lat. „Nie był to sygnał świetlny, lecz subtelne drganie samej czasoprzestrzeni – fale grawitacyjne, po raz pierwszy przewidziane przez Alberta Einsteina sto lat wcześniej. Tego dnia bliźniacze detektory Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) zarejestrowały pierwsze bezpośrednie dowody na istnienie fal grawitacyjnych — odkrycie ogłoszone światu w lutym 2016 roku” - przypomniano w komunikacie.

Od tamtego czasu detektory LIGO w Hanford (Waszyngton, USA) i Livingston (Luizjana, USA), wraz z detektorem Virgo we Włoszech i KAGRA w Japonii, utworzyły międzynarodową sieć, znaną jako LVK (LIGO–Virgo–KAGRA).

Jak podało NCBJ, obecnie w ramach tej współpracy rejestrowane jest średnio jedno zderzenie czarnych dziur co trzy dni. Do dziś sieć zaobserwowała ponad 300 kolizji czarnych dziur, z których wiele zostało już potwierdzonych, a pozostałe czekają na analizę. W trakcie czwartej serii pomiarów LVK zidentyfikowała około 230 kandydatów na zderzenia. To ponad dwa razy więcej niż w trzech pierwszych seriach łącznie.

W komunikacie zwrócono uwagę, że ogromny postęp w czułości detektorów obrazuje właśnie najnowsze odkrycie GW250114 (zarejestrowane 14 stycznia 2025 r.). „Podobnie jak w przypadku pierwszej detekcji GW150914, zdarzenie to dotyczyło dwóch czarnych dziur o masach około 30–40 mas Słońca, które zderzyły się w odległości 1,3 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Jednak dzięki dekadzie udoskonaleń technologicznych, zmniejszających szumy instrumentalne, nowy sygnał jest znacznie wyraźniejszy i pozwala na dokładniejsze pomiary” - wskazało NCBJ.

W najnowszym artykule z 10 września br. zespół LVK poinformował, że to zdarzenie dostarczyło najsilniejszych, jak dotąd, obserwacyjnych dowodów na twierdzenie Stephena Hawkinga o powierzchni czarnej dziury.

Zostało one sformułowane po raz pierwszy w 1971 r. i głosi, że całkowita powierzchnia czarnych dziur nie może się zmniejszać. Podczas zderzenia czarne dziury tracą energię w postaci fal grawitacyjnych, a jednocześnie mogą zwiększyć swój spin, czyli wewnętrzny moment pędu, co mogłoby zmniejszyć powierzchnię. Jednak twierdzenie przewiduje, że pomimo tych czynników połączona czarna dziura zawsze będzie miała większą powierzchnię niż suma powierzchni czarnych dziur sprzed zderzenia.

„GW250114 potwierdza tę prognozę z bezprecedensową precyzją. Prof. Królak uogólnił to twierdzenie, obejmując nim również przypadki kosmologiczne” - zaznaczono w komunikacie. (PAP)

agt/ zan/