Au trecut câteva luni de la observarea undelor gravitaţionale de către antena LIGO şi oamenii de ştiinţă încă discuta intens despre acest fenomen. Undele gravitaţionale observate au fost generate de către două găuri negre care s-au unit într-o gaură neagră mai mare – această este ipoteza formulată. Iată însă că un grup de cercetători propune o alternativă: rezultatul fuziunii celor două găuril negre nu este o gaură neagră ci un obiect la fel de exotic: o gravastar sau un wormhole.
Pe dată de 14 septembrie în 2015 antenele gravitaţionale LIGO au observat un semnal foarte clar, aşa-numitul eveniment GW 150914: o vibraţie a structurii spaţio-temporale, care a fost atribuită undelor gravitaţionale generate de fuziunea a două găuri negre într-o gaură neagră mai mare. Cele două găuri negre aparţineau unui sistem binar, situat la circa 1.3 miliarde ani-lumina faţă de noi. Masele celor două găuri negre iniţiale erau de 29 şi de 36 de ori mai mari că masă Soarelui. Din calculele cercetătorilor rezultă că din fuziunea celor două găuri negre ar fi luat naştere o gaură neagră cu masă de circa 62 de ori masă Soarelui. Cele 3 mase Solare lipsa s-au transformat în unde gravitaţionale, care au ajuns inclusiv la noi. Această observaţie este extrem de importantă, întrucât deschide un nou capitul în studiul Universului: aşa-numită era a astronomiei gravitaţionale. Suntem însă siguri, ţinând cont că nimeni nu a văzut nici un altfel de semnal în afata undelor gravitaţionale măsurate de LIGO, că ceea ce a luat naştere este o gaură nearga? Iată că un grup de cercetători, Vitor Cardoso, Edgardo Franzin şi Paolo Pâni, într-un articol trimis spre publicaţie în Physical Review Letters pun în dubiu formarea unei găuri negre în starea finală. Ce altceva ar fi putut lua naştere dacă nu o gaură neagră? Un obiect cel puţin la fel de exotic: o gravastar sau un wormhole! Cel puţin acesta este rezultatul studiului celor trei cercetători care au pornit de la ecuaţia lui Einstein (a relativităţii generale) şi au văzut că soluţia nu este neapărat o gaură neagră. O gravastar este un obiect exotic care are în interior energie intuecata – această exercită o presiune negativă care se opune atracţiei gravitaţionale. Deci o gravastar nu are o singularitate în interior, precum o gaură neagră. Este însă un obiect extrem de dens şi compact. În plus, nimeni la ora actuală nu ştie din ce anume este compusă energia întunecată – este extrem de greu de imaginat cum această ar putea juca un rol în inima unei gravastar! Cealaltă posibilă soluţie, un wormhole, este şi mai exotică: un fel de tunel spaţio-temporal care uneşte două universuri sau ne poate duce pe o scurtătură în universul nostru într-un loc foarte îndepărtat. Inclusiv în cazul unei wormhole materia din interior ar fi o formă de materie exotică – pe care la ora acttuala nu o cunoaştem. Acest gen de obiecte asemănătoare găurilor negre care însă nu au un „orizont al evenimentelor” se numesc black-hole mimickers (imitatori de găuri negre). Este posibil de făcut diferenţa între semnalele de unde gravitaţionale cere provin de la găurile negre şi cele de la gravastar? Se pare că da: dacă vor fi observate semnale mai puternice, care deci provin de la fuziunea a două găuri negre mai apropiate de noi decât cele observate de LIGO am putea poate să ne dăm seama dacă obiecttul misterios care s-a format este o gaură neagră sau un imitator al acesteia. În viitor cu ajutorul antenei gravitaţionale eLişa, pe care cercetătorii plănuiesc s-o instaleze în spaţiu, unde ar avea o sensibilitate mult mai mare, am putea observă multe semnale (unde gravitaţionale) generate de obiecte mai mult sau mai puţin exotice. În felul acesta ar lua cu adevărat naştere astronomia cu unde gravitaţionale care să ne dea o imagine a Universului ce ar trebui confruntată cu imaginea pe care o avem la ora actuală – obţinută cu ajutorul semnalelor electromagnetice.
Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro
Recomandările noastre
