Oamenii de știință au „ascultat” marginea unei găuri negre. Semnalul care poate schimba studiul Universului

Pentru prima dată, fizicienii spun că au identificat în undele gravitaționale un semnal care poartă informații despre regiunea aflată extrem de aproape de orizontul evenimentelor al unei găuri negre, limita de dincolo de care nimic nu mai poate scăpa. Descoperirea vine după analiza evenimentului GW250114, iar rezultatele au fost publicate într-un studiu din revista Nature. Cercetătorii subliniază că nu au văzut direct orizontul evenimentelor și nici nu au aflat ce există în interiorul unei găuri negre, însă au obținut cel mai apropiat indiciu observațional de până acum despre această zonă misterioasă.

Totul a pornit de la ciocnirea a două găuri negre, observată de detectoarele LIGO pe 14 ianuarie 2025. Semnalul, numit GW250114, a fost neobișnuit de puternic și clar, ceea ce le-a permis oamenilor de știință să analizeze cu mai multă precizie ultimele momente ale fuziunii. Cele două obiecte cosmice aveau mase apropiate, de aproximativ 32 și 34 de ori mai mari decât masa Soarelui, iar coliziunea a avut loc la peste un miliard de ani-lumină de Pământ.

O undă ascunsă în „ecoul” unei coliziuni cosmice

Când două găuri negre se apropie, se rotesc una în jurul celeilalte cu viteze enorme, apoi fuzionează într-un singur obiect mai masiv. În acel moment, spațiu-timpul este zguduit, iar energia eliberată traversează Universul sub forma undelor gravitaționale. Acestea nu sunt unde sonore, ci deformări extrem de fine ale spațiului și timpului, detectate pe Pământ prin schimbări minuscule în lungimea unor tuneluri laser.

După fuziune, gaura neagră nou-formată „se liniștește”, iar semnalul gravitațional intră într-o etapă cunoscută drept ringdown. Echipa de cercetători a eliminat matematic partea deja bine înțeleasă a acestui semnal și a analizat ce a rămas. În date a apărut o componentă subtilă, denumită „undă directă”, care se potrivește cu predicțiile teoretice despre modul în care ar trebui să se comporte spațiu-timpul chiar lângă orizontul evenimentelor.

Vezi și:

Ce meserie are fratele lui Kate Middleton. James a refuzat drumul spre Hollywood și i-a fost alături surorii sale: „Vorbeam despre alpinism în timp ce erai la spital”

Această undă nu este emisă din interiorul găurii negre. Ea poartă însă urme ale regiunii exterioare, acolo unde gravitația devine atât de puternică încât începe să tragă după ea spațiu-timpul însuși. Fenomenul poartă numele de frame dragging și poate fi comparat, foarte simplificat, cu un vârtej: cu cât te apropii mai mult de centru, cu atât ești obligat să te învârți mai repede.

Descoperirea completează și eforturile de a observa găurile negre prin metode diferite. În timp ce Event Horizon Telescope urmărește materia fierbinte din apropierea unor obiecte supermasive, cercetătorii de la LIGO „ascultă” fuziunile violente dintre găuri negre. Diferența dintre cele două abordări este explicată și în articolul Playtech despre filmul găurii negre din M87, unul dintre cele mai ambițioase proiecte astronomice ale perioadei.

De ce poate fi important semnalul pentru fizica modernă

Orizontul evenimentelor este una dintre cele mai greu de studiat limite din Univers. Nu este o suprafață solidă, ci un prag fizic: după ce ceva îl traversează, nici lumina nu mai poate reveni. Tocmai de aceea, astronomii nu îl pot privi direct cu telescoapele clasice. Undele gravitaționale le oferă însă o cale nouă de a analiza efectele produse foarte aproape de această graniță.

Vezi și:

Un mister care îi frământă pe fizicieni de zeci de ani ar putea avea, în sfârșit, o explicație. Ce au descoperit cercetătorii despre găurile negre

Studiul sugerează că semnalul GW250114 ar putea permite măsurarea unor proprietăți importante ale găurii negre nou-formate, inclusiv felul în care se rotește și intensitatea gravitației în apropierea orizontului. Aceste măsurători sunt relevante pentru testarea relativității generale a lui Albert Einstein în cele mai extreme condiții posibile.

Miza pe termen lung este și mai mare. Fizicienii încearcă de decenii să împace teoria relativității generale cu mecanica cuantică, iar găurile negre sunt locul unde cele două mari teorii par să intre cel mai ușor în conflict. Un exemplu este celebrul paradox al informației, problema care pune sub semnul întrebării ce se întâmplă cu informația despre materia absorbită de o gaură neagră. Playtech a explicat recent de ce acest mister continuă să îi frământe pe cercetători.

Nu este încă dovada finală

Cercetătorii atrag atenția că rezultatul vine dintr-un singur eveniment, chiar dacă acesta a fost unul excepțional de curat. Pentru ca metoda să fie considerată solidă, același tip de semnal va trebui observat și în alte fuziuni de găuri negre. Cu cât detectorii devin mai sensibili și cu cât sunt observate mai multe coliziuni, cu atât șansele de confirmare cresc.

Așadar, nu vorbim despre o fereastră deschisă spre interiorul găurilor negre, ci despre un pas important spre înțelegerea marginii lor. Dacă undele directe vor fi confirmate în mod repetat, oamenii de știință ar putea avea un instrument complet nou pentru a studia regiunea în care gravitația domină absolut totul.

ANAF anunță controale mai dure. Persoanele fizice intră în vizorul inspectorilor Antifraudă