Yakın zamanda keşfedilen kara delik Birleşme Albert tarafından yapılan doğru teorik tahminleri kanıtlıyor Einstein Ve Stephen HawkingFlatiron Enstitüsü’nün Hesaplamalı Astrofizik Merkezi’nden araştırmacılar tarafından analiz edilen Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi’nin (LIGO) yeni gözlemleri sayesinde.
Maximiliano ISI ve Will Farr son çalışmaya liderlik ederek uzay-zamanın temel doğasına ve özelliklerine yeni ışık tutarak kara delikler GW250114 sinyalini araştırmaları yoluyla. En önemlisi, analiz, uzun zamandır aranan uzlaşma için yeni ipuçları sunuyor. genel görelilik Ve kuantum fiziği.
Kara delikler ne
“Bu, kara deliklerin doğasının henüz en açık görüşü,” ISI diyoraynı zamanda Columbia Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan. “Astrofizik kara deliklerin Albert Einstein’ın genel görelilik teorisinden öngörülen kara delikler olduğuna dair en güçlü kanıtlardan bazılarını bulduk.”
Kara delikler, bir yıldızın kütlesi kendi üzerine çöktüğünde, ışık bile kaçamayacak kadar güçlü bir yoğunluk yaratmak için yıldız evriminin son aşamasıdır. Bu aşırı yoğunlukların çarpışması o kadar güçlü ki, evrende fanizasyon dalgaları adı verilen uzay-zaman dalgalanmaları üretiyor. Bu dalgalanmaları analiz etmek, araştırmacılara kaynak olayları hakkında bilgi sağlar ve kara deliklerin özelliklerini ortaya çıkarır.
Lazer tekniklerini kullanarak, LIGO, Başak ve Kagra gibi özel gözlemevleri, yerçekimi dalgalarının yarattığı uzay-zamanın gerilmesini ve sıkıştırmasını tam olarak ölçebilir. Son GW250114 ölçümü, IGO’nun böyle bir olayın ilk örneğini keşfettikten yaklaşık 10 yıl sonra, saniyede 100 kez dönen 63 güneş kütlesi kara deliğinin doğumunu gösterdi. Aradan geçen on yılda, teknik iyileştirmeler bu kozmik olayların çok daha net bir şekilde görünmesine izin vermiştir.
Geliştirilmiş hassasiyet
ISI, “Yeni kara delik çifti, 2015’teki tarihi ilk tespitin neredeyse ikizleri” diyor. “Ama enstrümanlar çok daha iyi, bu yüzden sinyali 10 yıl önce mümkün olmayan şekillerde analiz edebiliyoruz.”
Yeni veriler, etkinliğin tüm süresinden, sadece milisaniye cinsinden ölçülen, ilk etki ile başlayıp son birleşme ile biten bilgileri sağladı. Birleşme ilerledikçe, araştırmacıların, titreşim kara deliğin düzenli şekilde birleşmesiyle birleştiğinden, birleşmenin daha önceki olaylarda tamamlandığından emin olmayan yoğunluğu azalıyor.
Bu en son gözlemden önce, ISI, orijinal 2015 etkinliğinden toplanan verilere dayanan yeni bir frekans izolasyon tekniği geliştirilmesinde bir ekibe liderlik etti. Bu yeni, daha hassas okumalar, yenilikçi yöntemle birleştiğinde, ekibin birleşmeyi daha önce hiç olmadığı gibi son kara delikten izole etmesine izin verdi. Bu, bilim adamlarının kara delikler anlayışının daha karanlık unsurlarını test etmek için önemli veriler sağlar.
ISI, “On milisaniye kulağa gerçekten kısa geliyor, ancak enstrümanlarımız çok daha iyi ki, son kara deliğin çınlamasını gerçekten analiz etmemiz için yeterli zaman” diyor. “Bu yeni tespitle, kara delik birleşmesinden önce ve sonra sinyalin zarif bir şekilde ayrıntılı bir görünümüne sahibiz.”
Kara Delikleri Düşünmek
Bilim adamları uzun zamandır kara delikler hakkında spekülasyon yaptılar, Roy Kerr’in 1963 denklemi, Einstein’ın genel göreliliğine dayanarak, teorik gelişimin büyük bir ölçütü. Spin ve Mass, Kerr’in çalışmasının bir kara deliği tanımlamak için gerekli olduğu iki özellikti ve şimdi yeni veriler, bu özelliklerin gerçekten tanımlamak için gereken her şey olduğunu kesin gerçek dünya gözlemlerinden kanıtlıyor.
Kara delik teorisindeki bir diğer önemli gelişme, 1971’den itibaren Hawking’in bölge teoremiydi ve ünlü fizikçi Stephen Hawking’in bir olay ufkunun sadece büyüyebileceğini gösterdi. 2018 geçmeden önce Hawking, Ligo’nun 2-15 birleşme gözleminin teoremini kanıtlamak için verileri içerip içermeyeceğini düşünmüştü, ancak o zamanlar ulaşılamadı. 2019’un ekibinin 2015 verilerini kullanarak gelişmiş işleme teknikleriyle yaptığı çalışmalar, Hawking’in doğru olduğuna dair bazı erken öneriler sundu ve şimdi daha kesin veriler teoreme daha fazla güven kazanmalarına izin verdi.
Son olarak, entropinin zamanla artması veya aynı kalması gerektiğini belirten ikinci termodinamik yasası, yeni verilere, göreliliği kuantum fiziği ile uzlaştırmaya çalışan araştırmacılara yardımcı olacak şekilde yansıtılabilir.
ISI, “Bir kara deliğin olay ufkunun büyüklüğünün entropi gibi davranması gerçekten derin” diyor. “Çok derin teorik etkileri vardır ve kara deliklerin bazı yönlerinin, uzay ve zamanın gerçek doğasını matematiksel olarak araştırmak için kullanılabileceği anlamına gelir.”
Sürekli Araştırma
Ligo, son on yılda büyük gelişmeler görürken, bir sonraki kişinin kara delik birleşme tespit hassasiyetine bir on kat artış getirmesi bekleniyor.
Stony Brook Üniversitesi’nde profesör olan Farr, “Bu kara deliklerin yaydığı tonları dinlemek, ürettikleri aşırı uzay zamanlarının özelliklerini öğrenmek için en iyi umudumuzdur” diyor. “Ve daha fazla ve daha iyi yerçekimi dalga dedektörleri inşa ettikçe, hassasiyet gelişmeye devam edecek.”
ISI, “Bu alan bu alan saf matematiksel ve teorik spekülasyon oldu” diyor. “Ama şimdi bu şaşırtıcı süreçleri gerçekten görme konumundayız, bu da bu alanda ne kadar ilerleme olduğunu ve olmaya devam edeceğini vurguluyor.”
Kağıt, “GW250114: Hawking’in alan yasasını ve kara deliklerin Kerr doğasını test etmek”Ortaya çıktı Fiziksel İnceleme Mektupları 10 Eylül 2025’te.
Ryan Whalen, bilgilendirme için bilim ve teknolojiyi kapsar. Veri bilimi sertifikası ile tarihte bir MA ve kütüphane ve bilgi bilimi yüksek lisans derecesine sahiptir. Onunla iletişime geçilebilir [email protected]ve onu Twitter’da takip et @mdntwvlf.
Source link
