ASTRONOMI su zabilježili sudar dviju crnih rupa s dosad neviđenom razinom detalja, pružajući najjasniji uvid u prirodu ovih kozmičkih fenomena i potvrđujući desetljećima stara predviđanja legendarnih fizičara Alberta Einsteina i Stephena Hawkinga. Događaj, nazvan GW250114, detektiran je u siječnju pomoću Laserskog interferometarskog opservatorija za gravitacijske valove (LIGO), koji je zabilježio slabe valove u prostor-vremenu nastale spajanjem, piše CNN.

Potraga za gravitacijskim valovima, koje je Einstein predvidio još 1915. godine, jedini je način za promatranje sudara crnih rupa. Iako je sam Einstein vjerovao da ih nikada nećemo moći otkriti, LIGO je to uspio prvi put u rujnu 2015., što je trojici znanstvenika donijelo Nobelovu nagradu. Od tada je opservatorij, koji uključuje i sestrinske instrumente Virgo u Italiji i KAGRA u Japanu, zabilježio više od 300 spajanja.

Novootkrivene crne rupe bile su otprilike 30 do 35 puta masivnije od Sunca, a nalazile su se na udaljenosti od oko milijardu svjetlosnih godina. "Nastala crna rupa bila je oko 63 puta masivnija od Sunca i okretala se brzinom od 100 okretaja u sekundi", pojasnio je Maximiliano Isi, voditelj nove studije objavljene u časopisu Physical Review Letters. Dodao je da, iako je spajanje slično onom prvom otprije deset godina, poboljšani instrumenti sada omogućuju puno jasniji uvid u događaj.

Einsteinova teorija i 'zvonjava' crne rupe

Zahvaljujući iznimnoj preciznosti novih podataka, znanstvenici su uspjeli potvrditi predviđanje koje je 1963. iznio matematičar Roy Kerr, a koje se temelji na Einsteinovoj teoriji opće relativnosti. Prema toj ideji, crne rupe su paradoksalno jednostavni objekti, opisani sa samo dva broja: masom i brzinom rotacije. Kako bi testirali teoriju, istraživači su analizirali jedinstvenu značajku sudara - takozvanu "zvonjavu", odnosno vibraciju koju proizvodi novonastala crna rupa.

"Ako imate zvono i udarite ga čekićem, ono će zazvoniti. Visina i trajanje zvuka govore vam nešto o tome od čega je zvono napravljeno. S crnim rupama događa se nešto slično - one zvone u gravitacijskim valovima", objasnio je Isi. Po prvi put, signal je bio toliko jasan da su znanstvenici uspjeli razlučiti dva "tona" te zvonjave, što je uvjerljivo potvrdilo da je struktura crne rupe u skladu s Einsteinovim predviđanjima.

Potvrđen i Hawkingov teorem o površini

Drugo važno predviđanje koje je GW250114 potvrdio jest teorem o površini koji je 1971. postavio Stephen Hawking. On navodi da površina novonastale crne rupe mora biti jednaka ili veća od zbroja površina dviju izvornih crnih rupa. "To je dubok, ali vrlo jednostavan teorem koji kaže da se ukupna površina crne rupe nikada ne može smanjiti", rekao je Isi. Iako su prijašnja promatranja upućivala na to, jasnoća ovog signala pružila je dosad najsnažniji dokaz.

Kip Thorne, jedan od dobitnika Nobelove nagrade za LIGO, prisjetio se kako ga je Hawking nazvao odmah nakon prvog otkrića 2015. kako bi pitao hoće li moći testirati njegov teorem. "Da je Hawking živ, uživao bi u tome da vidi kako se površina spojenih crnih rupa povećava", izjavio je Thorne.

Stručnjaci koji nisu bili uključeni u studiju slažu se da ovo otkriće predstavlja veliku prekretnicu. "Velika skupina znanstvenika provela je posljednjih deset godina poboljšavajući te 'slušne aparate', a sada možemo 'čuti' signale s mnogo većom jasnoćom", rekao je Emanuele Berti sa Sveučilišta Johns Hopkins.

Leor Barack sa Sveučilišta Southampton dodao je da se ovaj događaj ističe kao "posebno spektakularan" te da je analiza po prvi put jasno izdvojila i slabiji, harmonični ton "zvonjave", što test čini najpreciznijim do sada. Znanstvenici se slažu da ovo postavlja temelje za buduća, još preciznija testiranja našeg razumijevanja prostor-vremena i gravitacije.