După ce în februarie 2016 a fost anunţată prima măsurătoare de unde gravitaţionale generate de coliziunea a două găuri negre, în iunie cercetătorii proiectului de cercetare LIGO au anunţat observarea a unor noi unde gravitaţionale, la rândul lor generate de un sistem binar de două găuri negre, care, în final, s-au ciocnit, generând o unică gaură neagră. Este începutul unei noi ere: era astronomiei gravitaţionale. Oamenii de ştiinţa caută să înţeleagă cum s-au format sistemele binare de găuri negre – un adevărat mister deocamdată.


Anunţul primei măsurători de unde gravitaţionale în februarie 2016 a generat mult entuziasm atât în lumea ştiinţei, cât şi pentru publicul larg. Prezise de teoria relativităţii generale a lui Einstein acum mai bine de 100 de ani, pentru detectarea acestora a fost nevoie de o tehnologie de vârf, precum cea a antenelor gravitaţionale interferometrice LIGO.

Teoria lui Einstein arată cum materia şi structura spaţio-temporală se influențează reciproc: materia determină geometria spaţiului şi a timpului iar aceasta, la rândul ei, se reflectă în modul în care materia se deplasează în Univers.

Undele gravitaţional sunt generate de corpuri masive, precum stelele sau găurile negre, atunci când acestea se mişcă în mod accelerat. Acest fenomen se petrece când o stea explodează, de exemplu la sfârşitul vieţii, generând o supernovă, sau când două stele de neutroni sau două găuri negre formează un sistem binar care, într-un final, colapsează într-o unică structură.

Dacă în februarie cercetătorii au dat publicităţii rezultatul măsurătorii undelor gravitaţionale generate de două găuri negre cu mase de 29 şi 36 de ori mai mare ca cea a Soarelui (observarea acestora a avut loc e 14 septembrie 2015), în iunie un al doilea eveniment a fost anunţat.

Ce anume au observat cercetătorii de la LIGO (un sistem de două antene gravitaţionale situate în Livingston, Louisiana şi Hanford, Washington, SUA)? Pe 26 decembrie (în Europa) 2015 cele două antene gravitaţionale au măsurat un semnal care, în urma analizei datelor, a rezultat ca este produs de un sistem de două găuri negre cu mase de 8 şi 14 ori mai mare ca cea a Soarelui care s-au contopit într-o unică gaură neagră. Gaura neagră finală are masa de 21 de ori mai mare ca cea a Soarelui. Ceea ce rămâne că diferenţa dintre suma maselor iniţiale şi cea a găurii negre finale (o masă solară) s-a transformat în unde gravitaţionale, parte dintre acestea ajungând până la noi, fiind măsurate de LIGO. Acest sistem binar se află la o distanţă uriaşă faţă de noi: la circa 1,4 miliarde de ani-lumină. Cu doar două antene nu a fost posibilă localizarea precisă a sursei, pentru aceasta fiind nevoie de o a treia măsurătoare.

Nouă observaţie a generat multe discuţii legate de găurile negre: cum s-au format acestea?; suntem siguri că în urma unirii a două găuri negre rezultatul este o altă gaură neagră?

Dacă la prima întrebare există mai multe posibile răspunsuri, precum: găurile negre sunt rezultatul colapsului gravitaţional al unor stele masive când acestea au epuizat combustibilul nuclear sau, caz mult mai interesant, găurile negre ar fi putut lua naştere imediat după Big Bang, în condiţiile extreme de la începutul vieţii Universului nostru, la a doua întrebare răspunsul părea clar: din unirea a două găuri negre rezultă cu siguranţă o nouă gaura neagră. Aceasta până când un grup de teoreticieni a propus o idee bizară: rezultatul coliziunii a două găuri negre ar putea fi un gravastar. Adică o stea exotică, formată din energie şi materie întunecată. Cum însă la ora actuală nu ştim din ce sunt compuse materia şi energia întunecată, această idee rămâne o propunere în care puţini cercetători cred.

Ceea ce este însă sigur este faptul că a început o nouă eră: ce a astronomiei undelor gravitaţionale. În viitor cu antenele LIGO la care se va adăuga şi VIRGO vor fi desigur observate multe unde gravitaţionale şi va posibilă localizarea surselor acestora. Vom înţelege mai bine şi găurile negre studiind undele gravitaţionale produse de acestea şi, poate, ne vom apropia de dezlegarea misterului gravitaţiei cuantice.

Citiţi şi: au fost detectate undele gravitaţionale!