Au trecut câteva luni de la observarea undelor gravitaţionale de către Observatorul de unde gravitaţionale - LIGO şi oamenii de ştiinţă încă discută intens despre acest subiect. Undele gravitaţionale observate au fost generate de două găuri negre care au fuzionat într-o gaură neagră mai mare – această este ipoteza formulată. Iată însă că un grup de cercetători propune o altă variantă: rezultatul fuziunii celor două găuri negre nu este o gaură neagră, ci un obiect la fel de exotic: un gravastar (de la Gravitational Vacuum Star) sau o gaură de vierme.

 


La 14 septembrie în 2015 LIGO a 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-lumină de noi. Masele celor două găuri negre iniţiale erau de 29 şi de 36 de ori mai mari decât masa 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 mai mare decât masa Soarelui. Cele 3 mase solare lipsă s-au transformat în unde gravitaţionale, care au ajuns inclusiv la noi. Această observaţie este extrem de importantă, întrucât deschide un nou capitol în studiul Universului: aşa-numita eră a astronomiei gravitaţionale.

Suntem însă siguri, ţinând cont că nimeni nu a văzut niciun altfel de semnal, în afara undelor gravitaţionale măsurate de LIGO, că ceea ce a luat naştere este o gaură neagră? Iată că un grup de cercetători, Vitor Cardoso, Edgardo Franzin şi Paolo Pani, într-un articol trimis spre publicare 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: un gravastar sau o gaură neagră! 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.

Un gravastar este un obiect exotic care are în interior energie întunecată – aceasta exercită o presiune negativă care se opune atracţiei gravitaţionale. Deci un gravastar nu are o singularitate, precum o gaură neagră. Este însă un obiect extrem de dens şi compact. În plus, nimeni nu ştie din ce anume este compusă energia întunecată – este dificil de imaginat cum aceasta ar putea juca un rol în inima unui gravastar!

Cealaltă posibilă soluţie, o gaură neagră, 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 găuri de vierme materia din interior ar fi o formă de materie exotică – pe care nu o cunoaştem.

Acest gen de obiecte asemănătoare găurilor negre care însă nu au un „orizont al evenimentelor” se numesc imitatori de găuri negre (de la eng. black-hole mimickers).

Este posibil de făcut diferenţa între undele gravitaţionale cere provin de la găurile negre şi cele de la un 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 obiectul misterios care s-a format este o gaură neagră sau un imitator al acesteia. În viitor, cu ajutorul eLisa, pe care cercetătorii plănuiesc s-o instaleze în spaţiu, unde ar avea o sensibilitate mult mai mare, am putea observa 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 ne va furniza o altă imagine a Universului (şi pe care va trebui să o confruntăm cu imaginea pe care o avem avem astăzi pe baza semnalelor electromagnetice).