Признакът на една наистина голяма научна теория е в резултатите, които прогнозира, когато провеждате експерименти или извършвате наблюдения. И една от най-големите теории, предлагани някога, е концепцията за относителност, описана от Алберт Айнщайн в началото на 20 век.
Освен че ни помага да разберем, че светлината е крайната граница на скоростта на Вселената, Айнщайн описва самата гравитация като изкривяване на космическото време.
Той направи повече от просто да предостави куп подробни обяснения за Вселената, предложи поредица от тестове, които биха могли да се направят, за да се установи дали теориите му са правилни.
Един тест, например, напълно обясни защо орбитата на Меркурий не съответства на прогнозите, направени от Нютон. Други прогнози могат да бъдат тествани с научните инструменти на деня, като измерване на дилатация на времето с бързо движещи се часовници.
Тъй като гравитацията всъщност е изкривяване на космическото време, Айнщайн прогнозира, че масивните предмети, движещи се през космическото време, трябва да генерират вълнички, като вълни, движещи се през океана.
Само като се разхождате, оставяте вълна от гравитационни вълни, които компресират и разширяват пространството около вас. Тези вълни обаче са невероятно мънички. Само най-енергичните събития в цялата Вселена могат да произведат вълни, които можем да открием.
Трябваха повече от 100 години, за да бъде окончателно доказано истинското, прякото откриване на гравитационни вълни. През февруари 2016 г. физиците с Лазерната интерферометрова гравитационна обсерватория или LIGO обявиха сблъсъка на две масивни черни дупки на повече от милиард светлинни години.
Всеки размер на черна дупка може да се сблъска. Обикновени стари звездни маси черни дупки или супермасивни черни дупки. Същият процес, само в съвсем различен мащаб.
Да започнем с черните дупки на звездната маса. Те, разбира се, се образуват, когато звезда с многократна маса от нашето Слънце умира в свръхнова. Точно като обикновените звезди, тези масивни звезди могат да бъдат в двоични системи.
Представете си звездна мъглявина, където се образуват двойка двоични звезди. Но за разлика от Слънцето, всяко от тях е чудовища с многократна маса на Слънцето, излагайки хиляди пъти повече енергия. Двете звезди ще обикалят една около друга само за няколко милиона години, а след това една ще взриви като свръхнова. Сега ще имате масивна звезда в орбита на черна дупка. И тогава втората звезда избухва и сега имате две черни дупки, орбитиращи около себе си.
Тъй като черните дупки се ципират една около друга, те излъчват гравитационни вълни, което кара орбитата им да се разпадне. Това е вид извиване на ума. Черните дупки преобразуват инерцията си в гравитационни вълни.
Тъй като ъгловият им импулс намалява, те се спирали навътре, докато реално се сблъскат. Това, което трябва да бъде една от най-енергичните експлозии в известната Вселена, е напълно тъмно и безшумно, защото нищо не може да избяга от черна дупка. Без излъчване, без светлина, без частици, без писъци, нищо. И ако смесите две черни дупки заедно, просто получавате по-масивна черна дупка.
Гравитационните вълни се изтръгват от този знамен сблъсък като вълни през океана, и той е разпознаваем на повече от милиард светлинни години.
Точно това се случи по-рано тази година с анонса от LIGO. Този чувствителен инструмент открива гравитационните вълни, генерирани, когато две черни дупки с 30 слънчеви маси се сблъскат на около 1,3 милиарда светлинни години.
Това също не беше еднократно събитие, те откриха поредния сблъсък с две други черни дупки на звездна маса.
Регулярните звездни маси черни дупки не са единствените, които могат да се сблъскат. Свръхмасивните черни дупки също могат да се сблъскат.
От това, което можем да кажем, има една супермасивна черна дупка в основата на почти всяка галактика във Вселената. Тази в Млечния път е повече от 4,1 милиона пъти по-голяма от масата на Слънцето, а тази в сърцето на Андромеда се смята за 110 до 230 милиона пъти по-голяма от масата на Слънцето.
След няколко милиарда години Млечният път и Андромеда ще се сблъскат и ще започнат процеса на сливане заедно. Освен ако черната дупка на Млечния път не бъде изстреляна в дълбокото пространство, двете черни дупки ще завършат в орбита помежду си.
Точно с черните дупки на звездната маса, те ще излъчват ъглова инерция под формата на гравитационни вълни и спирала все по-близо и по-близо. Някой момент, в далечното бъдеще, двете черни дупки ще се слеят в още по-свръхмасивна черна дупка.
Млечният път и Андромеда ще се слеят в Milkdromeda и през бъдещите милиарди години ще продължат да събират нови галактики, да извличат черните си дупки и да ги смесват в колектива.
Черните дупки могат абсолютно да се сблъскат. Айнщайн предрече гравитационните вълни, които това ще генерира, и сега LIGO ги наблюдава за първи път. Тъй като са разработени по-добри инструменти, трябва да научим все повече и повече за тези екстремни събития.
Podcast (аудио): Изтегляне (Продължителност: 6:11 - 2.2MB)
Абонирайте се: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (видео): Изтегляне (Продължителност: 6:13 - 80,7MB)
Абонирайте се: Apple Podcasts | Android | RSS
