Ознакою справді великої наукової теорії є результати, які вона прогнозує під час проведення експериментів або проведення спостережень. І однією з найбільших запропонованих теорій була концепція відносності, описана Альбертом Ейнштейном на початку 20 століття.
Окрім того, що допомагає нам зрозуміти, що світло є граничною швидкістю швидкості Всесвіту, Ейнштейн описав саму гравітацію як викривлення космічного часу.
Він зробив більше, ніж просто надав купу детальних пояснень Всесвіту, він запропонував низку тестів, які можна зробити, щоб з’ясувати, чи правильні його теорії.
Наприклад, один тест повністю пояснив, чому орбіта Меркурія не відповідає прогнозам Ньютона. Інші прогнози можуть бути перевірені науковими інструментами дня, наприклад вимірювання розширення часу за допомогою швидко рухаються годинників.
Оскільки гравітація насправді є спотворенням простору часу, Ейнштейн передбачив, що масивні об'єкти, що рухаються через космічний час, повинні генерувати брижі, як хвилі, що рухаються через океан.
Просто гуляючи, ви залишаєте хвилю гравітаційних хвиль, які стискають і розширюють простір навколо вас. Однак ці хвилі неймовірно крихітні. Тільки найенергійніші події у всьому Всесвіті можуть створювати хвилі, які ми можемо виявити.
Минуло понад 100 років, щоб нарешті було доведено правду, безпосередньо виявлення гравітаційних хвиль. У лютому 2016 року фізики з обсерваторії гравітаційної хвилі лазерного інтерферометра або LIGO оголосили про зіткнення двох масивних чорних дір на відстані понад мільярд світлових років.
Будь-який розмір чорної діри може зіткнутися. Прості старі зоряні маси чорні діри або надмасивні чорні діри. Той самий процес, просто в абсолютно іншому масштабі.
Почнемо з чорних дір зоряної маси. Вони, звичайно, утворюються, коли зірка, що має багатократну масу нашого Сонця, помирає в надновій. Як і звичайні зірки, ці масивні зірки можуть бути у бінарних системах.
Уявіть зоряну туманність, де утворюється пара бінарних зірок. Але на відміну від Сонця, кожне з них є монстрами, що мають багатократну масу Сонця, виділяючи в тисячі разів більше енергії. Дві зірки обертаються навколо однієї лише кілька мільйонів років, а потім одна підірветься як наднова. Тепер у вас буде навколо орбіти чорна діра масивна зірка. А потім вибухає друга зірка, і тепер у вас навколо орбіти дві чорні діри.
Оскільки чорні діри блискають навколо себе, вони випромінюють гравітаційні хвилі, через що їх орбіта занепадає. Це, власне, згинання розуму. Чорні діри перетворюють свій імпульс у гравітаційні хвилі.
Коли їх кутовий імпульс зменшується, вони спіралізуються всередину, поки фактично не стикаються. Те, що повинно бути одним з найенергійніших вибухів у відомому Всесвіті, є абсолютно темним і тихим, бо нічого не може уникнути чорної діри. Ні випромінювання, ні світла, ні частинок, ні криків, нічого. І якщо ви разом змайструєте дві чорні діри, ви просто отримаєте більш масивну чорну дірку.
Гравітаційні хвилі вириваються з цього знаменного зіткнення, як хвилі океану, і це виявляється протягом більше мільярда світлових років.
Саме це сталося на початку цього року з повідомленням від LIGO. Цей чутливий прилад виявив гравітаційні хвилі, що виникають, коли дві чорні діри з 30 сонячними масами стикалися приблизно за 1,3 мільярда світлових років.
Це не була разова подія, вони виявили чергове зіткнення з двома іншими чорними дірками зоряної маси.
Чорні діри звичайної зоряної маси - не єдині, хто може зіткнутися. Надмасивні чорні діри теж можуть стикатися.
З того, що ми можемо сказати, є надзвичайна чорна діра в основі майже кожної галактики у Всесвіті. Той, що знаходиться в Чумацькому Шляху, більш ніж у 4,1 мільйона разів перевищує масу Сонця, а той, що лежить в основі Андромеди, у 110-230 мільйонів разів перевищує масу Сонця.
Через кілька мільярдів років Чумацький Шлях та Андромеда зіткнуться і розпочнуть процес злиття разом. Якщо чорна діра Чумацького Шляху не викинеться в глибокий космос, дві чорні діри закінчуються на орбіті.
Просто із чорними дірками зоряної маси вони випромінюватимуть імпульс кута у вигляді гравітаційних хвиль, а спіраль все ближче та ближче один до одного. В якийсь момент, у віддаленому майбутньому дві чорні діри злиються у ще більш надмасивну чорну діру.
Чумацький Шлях та Андромеда злиються в Мілкдромеду, і впродовж майбутніх мільярдів років продовжуватимуть збирати нові галактики, витягувати їх чорні діри та перетворювати їх у колектив.
Чорні діри можуть абсолютно стикатися. Ейнштейн передбачив, що це призведе до гравітаційних хвиль, і тепер LIGO спостерігав їх вперше. По мірі розробки кращих інструментів ми повинні все більше і більше дізнаватися про ці екстремальні події.
Podcast (аудіо): Завантажити (Тривалість: 6:11 - 2.2MB)
Підписатися: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (відео): Завантажити (Тривалість: 6:13 - 80,7MB)
Підписатися: Apple Podcasts | Android | RSS
