Hawking miał rację. Głośna kolizja czarnych dziur potwierdza jego teorię

Najważniejsze informacje

Najnowsza analiza fal grawitacyjnych dostarczyła mocnych argumentów na rzecz jednej z najważniejszych teorii Stephena Hawkinga dotyczących czarnych dziur. Międzynarodowy zespół badaczy wykazał, że dane z wyjątkowo istotnego zderzenia tych obiektów są zgodne z przewidywaniem, według którego powierzchnia horyzontu zdarzeń czarnej dziury nie może maleć.

Fale grawitacyjne znów zmieniają naszą wiedzę o kosmosie

Minęła już dekada od momentu, gdy naukowcy po raz pierwszy bezpośrednio wykryli fale grawitacyjne. To przełomowe osiągnięcie nie tylko potwierdziło ogólną teorię względności Alberta Einsteina, ale także otworzyło zupełnie nowy sposób obserwowania wszechświata.

Fale grawitacyjne to zaburzenia czasoprzestrzeni, które rozchodzą się z prędkością światła. Powstają podczas najbardziej gwałtownych zdarzeń we wszechświecie, takich jak zderzenia czarnych dziur czy łączenie się gwiazd neutronowych. To właśnie dzięki nim badacze mogą dziś analizować procesy, które jeszcze niedawno pozostawały poza zasięgiem bezpośrednich obserwacji.

Od GW150914 do GW250114

Pierwszym historycznym sygnałem był GW150914, zarejestrowany 14 września 2015 roku przez detektory LIGO w Stanach Zjednoczonych. Pochodził on z kolizji dwóch czarnych dziur, z których każda miała masę przekraczającą 30 mas Słońca. Odkrycie to przyniosło Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 2017 roku.

Od tamtej pory obserwatoria LIGO, Virgo i KAGRA zarejestrowały już ponad 300 sygnałów fal grawitacyjnych. Szczególną uwagę naukowców przyciągnął jednak nowy sygnał oznaczony jako GW250114. Badacze podkreślają, że jest on bardzo podobny do przełomowego GW150914, ale dzięki nowocześniejszym i czulszym detektorom udało się go przeanalizować znacznie dokładniej.

Hawkingowskie prawo powierzchni pod lupą

W latach 70. Stephen Hawking sformułował prawa mechaniki czarnych dziur. Jedno z nich, znane jako prawo powierzchni, mówi, że całkowita powierzchnia horyzontu zdarzeń czarnej dziury nie może się zmniejszać. W praktyce oznacza to, że czarne dziury nie powinny się kurczyć w wyniku naturalnych procesów takich jak zderzenia.

Aby sprawdzić to przewidywanie, naukowcy przeanalizowali masy i spiny dwóch czarnych dziur przed zderzeniem, a następnie porównali je z właściwościami obiektu, który powstał po kolizji. Dzięki temu mogli obliczyć i zestawić powierzchnie horyzontów zdarzeń przed oraz po połączeniu.

Wyniki są jednoznaczne

Analiza wykazała pełną zgodność z teorią Hawkinga. Powierzchnia końcowej czarnej dziury okazała się większa niż suma odpowiednich parametrów obiektów sprzed zderzenia. To oznacza, że jedno z najważniejszych przewidywań dotyczących mechaniki czarnych dziur ponownie wytrzymało próbę obserwacyjną.

Dla naukowców to nie tylko potwierdzenie trafności koncepcji Hawkinga, ale także kolejny dowód na to, że fale grawitacyjne stają się jednym z najważniejszych narzędzi współczesnej astronomii.

Kosmos nadal potrafi zaskakiwać

Choć czarne dziury od lat pozostają jednymi z najbardziej tajemniczych obiektów we wszechświecie, każda kolejna obserwacja przybliża nas do zrozumienia ich natury. Najnowsze wyniki pokazują, że idee sformułowane kilkadziesiąt lat temu przez Stephena Hawkinga wciąż znajdują potwierdzenie w realnych danych.

To również wyraźny sygnał, że era astronomii fal grawitacyjnych dopiero się rozpędza. A skoro już dziś pozwala ona testować fundamentalne prawa fizyki, przyszłe odkrycia mogą jeszcze bardziej zmienić nasze spojrzenie na wszechświat.