Un grup internațional de cercetători a publicat recent un nou catalog al undelor gravitaționale descoperite cu ajutorul antenelor LIGO și VIRGO. În acest catalog au fost adăugate patru noi unde gravitaționale emise în fuziunea a două găuri negre.
Undele gravitaționale se propagă prin Univers, reprezentând deformări ale structurii spațio-temporale, ale geometriei Universului. Ele sunt generate de fenomene cosmice care implică mișcări accelerate de obiecte cu mase importante, precum găurile negre. Undele gravitaționale au fost prezise de teoria relativităţii generale a lui Einstein, cea care face legătura între materie și energie pe de-o parte și geometria Universului, adică metrica acestuia, pe de alta. A trebuit să treacă însă circa 100 de ani până când aceste unde au fost măsurate.
Măsurarea primelor unde gravitaționale a avut loc la sfârșitul anului 2015 și s-a efectuat cu cele două antene americane LIGO. Ulterior au fost măsurate și altele, inclusiv cu ajutorul antenei VIRGO din Italia. Au fost astfel măsurate unde gravitaționale provenind de la 10 fuziuni de găuri negre cu mase de zeci de ori cea a Soarelui și de la un eveniment asemănător rezultat din coliziunea a două stele de neutroni.
CITIȚI ȘI: A fost publicat primul catalog al undelor gravitaționale
Datele obţinute de LIGO și VIRGO sunt publice și oricine le poate analiza. Ele au fost studiate în două părți: din septembrie 2015 până în ianuarie 2016 și din noiembrie 2016 până în august 2017. Aceste date au fost reanalizate de o echipă de cercetători, care a reușit să descopere alte patru evenimente: fuziuni de găuri negre a căror semnale nu erau atât de clare precum cele obţinute din prima analiză a datelor furnizate de LIGO și VIRGO.
Descoperirea a fost făcută de o echipă de cercetători de la Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute), în colaborare cu oameni de știință din diverse țări. Rezultatele studiului au fost publicate în revista The Astrophysical Journal.
Autorii studiului au analizat datele existente cu metode diferite față de cele folosite anterior, ce se bazau pe proprietăţile pe care cercetătorii se așteptau să le aibă coliziunile găurilor negre, datorită faptului că avem o idee destul de clară asupra masei acestor găuri negre (câteva zeci de ori cea a Soarelui).
Folosind ca punct de plecare cele 10 evenimente generate de sistemele binare de găuri negre măsurate, cercetătorii au reușit să optimizeze algoritmul de căutare a undelor gravitaționale și să obţină o metodă cu circa 50-60% mai sensibilă decât precedenta. Noul algoritm le-a permis să descopere alte patru unde gravitaționale ce rămăseseră ascunse în datele colectate de LIGO și VIRGO. Cele patru unde gravitaționale sunt mai puțin intense și aparțin unor găuri negre foarte îndepărtate.
La ora actuală există deci un nou catalog, care conţine 15 unde gravitaționale: 14 dintre acestea sunt generate de fuziuni de găuri negre îndepărtate (situate la 1-2 miliarde de ani lumină față de noi), iar una este rezultatul coliziunii a două stele de neutroni.
În Univers există un număr foarte mare de găuri negre cu masa de câteva zeci de ori cea a Soarelui. Modul în care au luat naştere aceste găuri negre nu este pe deplin înțeles. Există mai multe ipoteze, printre care și cea care consideră aceste găuri negre ca fiind rezultatul final al morții unor stele cu masa mult mai mare ca Soarele.
O altă ipoteză susţine că găurile negre pe care le-am descoperit ar fi luat naştere imediat după Big Bang. Ele ar fi deci găuri negre primordiale, născute din fluctuații de densitate în materia primordială – în așa-numita supă de cuarci și gluoni.
Rămâne așadar de văzut dacă în datele existente se ascund și alte semnale încă nedescoperite și, bineînțeles, care vor fi rezultatele următoarelor măsurători, ce se speră că vor avea loc cât de curând.
