wszechświat
Autor: Juan García-Bellido i Sébastien Clesse | dodano: 2017-07-25
Czarne dziury u zarania czasu

Ponad miliard lat temu daleko we Wszechświecie dwie czarne dziury wykonywały wokół siebie śmiertelny taniec, aż wreszcie zlały się ze sobą. Ich zderzenie było tak gwałtowne, że wstrząsnęło tkaniną czasoprzestrzeni, a powstałe w niej perturbacje – fale grawitacyjne – rozprzestrzeniały się w kosmosie z prędkością światła. We wrześniu 2015 roku, po przebyciu ponad miliarda lat świetlnych, zmarszczki te przemknęły przez naszą planetę, co zarejestrowały czujniki Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) w postaci „ćwierknięcia”.

Była to pierwsza bezpośrednia rejestracja fal grawitacyjnych, która potwierdziła to, co prawie sto lat temu przewidział Albert Einstein. Z analizy ćwierknięcia wynikało jednak, że masy czarnych dziur, biorących udział w zderzeniu, były 30 razy większe od masy Słońca, czyli dwa do trzech razy większe niż masy czarnych dziur powstających w gwiazdach wybuchających jako supernowe. Te czarne dziury były tak ciężkie, że trudno wytłumaczyć, w jaki sposób mogły powstać z gwiazd. Co więcej, jeżeli nawet dwie takie czarne dziury powstały niezależnie w trakcie śmierci bardzo masywnych gwiazd, to musiały jakoś się znaleźć i zlać, co, biorąc pod uwagę obecny wiek Wszechświata, jest zdarzeniem o niezwykle małym prawdopodobieństwie. A zatem jest sens podejrzewać, że te masywne czarne dziury powstały w jakiś inny, bardziej nietypowy sposób, w którym gwiazdy w ogóle nie brały udziału. Być może dzięki LIGO odkryliśmy coś jeszcze bardziej niezwykłego niż fale grawitacyjne: czarne dziury, które powstały wcześniej niż same gwiazdy.

Co prawda, takich „pierwotnych” czarnych dziur nigdy jeszcze nie zaobserwowano, ale z pewnych modeli teoretycznych wynika, że ogromna ich liczba mogła powstać z gorącej i gęstej plazmy, która wypełniała przestrzeń w czasie krótszym niż jedna sekunda po Wielkim Wybuchu. Być może niektóre z największych tajemnic współczesnej kosmologii uda się wyjaśnić za pomocą tej ukrytej populacji czarnych dziur. W szczególności, pierwotne czarne dziury mogą stanowić część albo i całość ciemnej materii – niewidocznych 85% materii Wszechświata. Ciemna materia działa jak grawitacyjny klej, który nie pozwala rozpaść się galaktykom i gromadom galaktyk. Dalsze badania, prowadzone za pomocą LIGO i innych instrumentów, pozwolą niebawem zweryfikować tę hipotezę, być może wywołując nową rewolucję w naszej wiedzy o Wszechświecie.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 08/2017 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
07/2017
10/2016 - specjalny
Kalendarium
Sierpień
18
W 1783 r. nad zachodnią Europą przeleciał tzw. meteor muskający atmosferę.
Warto przeczytać
Odkrycia Svante Pääbo zrewolucjonizowały antropologię i doprowadziły do naniesienia poprawek w naszym drzewie genealogicznym. Stały się fundamentem, na którym jeszcze przez długie lata budować będą inni badacze

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Juan García-Bellido i Sébastien Clesse | dodano: 2017-07-25
Czarne dziury u zarania czasu

Ponad miliard lat temu daleko we Wszechświecie dwie czarne dziury wykonywały wokół siebie śmiertelny taniec, aż wreszcie zlały się ze sobą. Ich zderzenie było tak gwałtowne, że wstrząsnęło tkaniną czasoprzestrzeni, a powstałe w niej perturbacje – fale grawitacyjne – rozprzestrzeniały się w kosmosie z prędkością światła. We wrześniu 2015 roku, po przebyciu ponad miliarda lat świetlnych, zmarszczki te przemknęły przez naszą planetę, co zarejestrowały czujniki Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) w postaci „ćwierknięcia”.

Była to pierwsza bezpośrednia rejestracja fal grawitacyjnych, która potwierdziła to, co prawie sto lat temu przewidział Albert Einstein. Z analizy ćwierknięcia wynikało jednak, że masy czarnych dziur, biorących udział w zderzeniu, były 30 razy większe od masy Słońca, czyli dwa do trzech razy większe niż masy czarnych dziur powstających w gwiazdach wybuchających jako supernowe. Te czarne dziury były tak ciężkie, że trudno wytłumaczyć, w jaki sposób mogły powstać z gwiazd. Co więcej, jeżeli nawet dwie takie czarne dziury powstały niezależnie w trakcie śmierci bardzo masywnych gwiazd, to musiały jakoś się znaleźć i zlać, co, biorąc pod uwagę obecny wiek Wszechświata, jest zdarzeniem o niezwykle małym prawdopodobieństwie. A zatem jest sens podejrzewać, że te masywne czarne dziury powstały w jakiś inny, bardziej nietypowy sposób, w którym gwiazdy w ogóle nie brały udziału. Być może dzięki LIGO odkryliśmy coś jeszcze bardziej niezwykłego niż fale grawitacyjne: czarne dziury, które powstały wcześniej niż same gwiazdy.

Co prawda, takich „pierwotnych” czarnych dziur nigdy jeszcze nie zaobserwowano, ale z pewnych modeli teoretycznych wynika, że ogromna ich liczba mogła powstać z gorącej i gęstej plazmy, która wypełniała przestrzeń w czasie krótszym niż jedna sekunda po Wielkim Wybuchu. Być może niektóre z największych tajemnic współczesnej kosmologii uda się wyjaśnić za pomocą tej ukrytej populacji czarnych dziur. W szczególności, pierwotne czarne dziury mogą stanowić część albo i całość ciemnej materii – niewidocznych 85% materii Wszechświata. Ciemna materia działa jak grawitacyjny klej, który nie pozwala rozpaść się galaktykom i gromadom galaktyk. Dalsze badania, prowadzone za pomocą LIGO i innych instrumentów, pozwolą niebawem zweryfikować tę hipotezę, być może wywołując nową rewolucję w naszej wiedzy o Wszechświecie.