Forscher, die die Auswirkungen einer massiven Kollision eines Schwarzen Lochs untersuchten, haben möglicherweise das von Albert Einstein vor einem Jahrhundert vorhergesagte Gravitationsphänomen bestätigt.
entsprechend Neue Forschungsergebnisse wurden heute veröffentlicht (Öffnet in einem neuen Tab) (12. Oktober) in Nature trat das Phänomen – bekannt als Niederschlag und ähnlich der wackeligen Bewegung, die manchmal in einem Kreisel zu sehen ist – auf, als zwei alte Spitzen auftraten Schwarze Löcher Sie zerschmetterten zusammen und verschmolzen zu einem. Als sich die beiden massiven Objekte einander näherten, lösten sie massive Wellen durch das Gewebe der Raumzeit aus, die als Gravitationswellen bekannt sind, die durch das Universum nach außen schossen und Energie und Drehimpuls von den verschmelzenden Schwarzen Löchern wegtrugen.
Wissenschaftler entdeckten diese von Schwarzen Löchern emittierten Wellen erstmals im Jahr 2020 mit Gravitationswellen-Laserinterferometer (LIGO) in den Vereinigten Staaten und Gravitationswellensensoren von Virgo in Italien. Jetzt, nach Jahren des Studiums von Wellenmustern, haben Forscher bestätigt, dass sich eines der Schwarzen Löcher wie verrückt dreht, in einem noch nie dagewesenen Ausmaß.
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Das sich drehende Schwarze Loch war verdreht und drehte sich 10 Milliarden Mal schneller als alle bisher beobachteten, wodurch Raum und Zeit so stark verzerrt wurden, dass es dazu führte, dass Schwarze Löcher in ihren Umlaufbahnen wackelten – oder wackelten.
Die Forscher beobachteten eine proaktive Präsenz in allem, von Spindelspitzen bis hin Sterbende Sternensysteme, aber niemals in massiven Objekten wie binären Schwarzen-Loch-Systemen, wo sich der kosmische Besen um ein gemeinsames Zentrum dreht. Aber Einstein Allgemeine Relativitätstheorie Er sagte vor mehr als 100 Jahren voraus, dass eine Präzession in so großen Dingen wie schwarzen Löchern stattfinden sollte. Nun, so die Autoren der Studie, sei dieses seltene Phänomen erstmals in der Natur beobachtet worden.
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„Wir haben immer gedacht, dass doppelte Schwarze Löcher genau das können“, sagte der leitende Studienautor Mark Hannam, Direktor des Gravity Exploration Institute an der Cardiff University im Vereinigten Königreich. Aussage (Öffnet in einem neuen Tab). „Wir haben seit den ersten Gravitationswellen-Entdeckungen auf ein Beispiel gehofft. Wir mussten fünf Jahre und über 80 verschiedene Entdeckungen warten, aber wir haben endlich eine!“
Die fraglichen Schwarzen Löcher waren um ein Vielfaches größer als die Schwarzen Löcher Die SonneDer größere der beiden wird auf etwa 40 Sonnenmassen geschätzt. Forscher entdeckten die Winde des Doppelsternpaars erstmals im Jahr 2020, als LIGO und Virgo eine Explosion von Gravitationswellen aus der angeblichen Kollision zweier Schwarzer Löcher entdeckten. Das Team nannte diese Kollision GW200129, nach dem Datum ihrer Entdeckung (29. Januar 2020).
Seitdem haben andere Wissenschaftler über anfängliche Gravitationswellendaten gebrütet und seltsame Geheimnisse über diese epische Kollision enthüllt. (Obwohl Wissenschaftler nur Gravitationswellen und keine direkten Beobachtungen haben, können sie die genaue Position von Schwarzen Löchern nicht bestimmen.)
Beispielsweise berechnete ein Forscherteam im Mai 2022, dass die Verschmelzung zwischen Schwarzen Löchern beides ist sperrig und unausgeglichenmit Gravitationswellen, die von der Kollision in eine Richtung ausgestrahlt werden, während das neu verschmolzene Schwarze Loch wahrscheinlich mit über 3 Millionen Meilen pro Stunde (4,8 Millionen km/h) in die entgegengesetzte Richtung aus seiner Muttergalaxie „ausgestoßen“ wird.
Diese neue Forschung in der Zeitschrift Nature legt nahe, dass die beiden Schwarzen Löcher vor ihrer gewaltsamen Verschmelzung eine chaotische Beziehung hatten. Als die beiden riesigen Körper einander immer näher in eine Umlaufbahn zogen, begannen sie wie geschwollene Kreisel zu schwanken und bewegten sich mehrmals pro Sekunde. Laut den Studienautoren ist dieser Voreffekt schätzungsweise 10 Milliarden Mal schneller als jeder andere jemals gemessene Effekt.
Diese Ergebnisse bestätigen Einstein, der vorhersagte, dass solche Effekte in einigen der großen Objekte im Universum möglich sind. Die Ergebnisse werfen aber auch die Frage auf, ob solche wackeligen Verschmelzungen von Schwarzen Löchern so selten sind wie bisher angenommen.
„Das größte Schwarze Loch in dieser Binärdatei, das etwa 40-mal größer als die Sonne war, drehte sich so schnell wie physikalisch möglich“, sagte Studien-Co-Autor Charlie Hoy, ein Forscher an der Cardiff University zum Zeitpunkt der Studie. Jetzt an der University of Portsmouth in Großbritannien: „Unsere aktuellen Modelle zur Bildung von Binärdateien deuten darauf hin, dass dieses Modell sehr selten war, vielleicht eines von tausend. Oder es könnte ein Zeichen dafür sein, dass unsere Modelle geändert werden müssen.“
Ursprünglich veröffentlicht auf Live Science.
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