De LIGO zwaartekrachtgolfdetector was getuige van twee kleine zwarte gaten die botsten en samensmolten tot één, wat bevestigt dat de eerste ontdekking van gravitatiegolven geen ongeluk was.
Een paar maanden na de historische ontdekking van zwaartekrachtgolven deden fysici het opnieuw! LIGO ontdekte een nieuwe black hole-botsing en bevestigde dat de eerste detectie van gravitatiegolven niet eenmalig is.
Op 26 december zorgden extreem zwakke ruimte-tijd-rimpelingen die onze planeet passeerden voor het observatorium van een laserinterferometer van zwaartekrachtgolven, of LIGO. De detector detecteerde een onderscheidend "getjilp" van een zwaartekrachtgolf. En dit betekent dat we opnieuw getuige zijn geweest van een botsing van catastrofale proporties.
Deze rimpelingen in ruimte-tijd werden meer dan 100 jaar geleden voor het eerst geïntroduceerd door Albert Einstein, toen hij zijn algemene relativiteitstheorie formuleerde. Maar alleen nu beschikt de mens over hulpmiddelen die zijn bestaan daadwerkelijk kunnen bewijzen. En deze meest recente ontdekking is het bewijs dat Einstein wederom gelijk had.
In de melkweg op een afstand van ongeveer 1, 4 miljard lichtjaar van de aarde, waren twee kleine zwarte gaten vast in de onvermijdelijke zwaartekrachtspiraal. Hun lot werd verzegeld: ze vielen dichter en dichterbij, totdat ze zich snel om elkaar heen sloegen, botsen en samensmelten als één. Net als bij de eerste historische detectie van gravitatiegolven in september, ontstond dit allerlaatste signaal uit de samenvloeiing van een zwart gat. Interessant is dat dit nieuwste evenement, GW151226 genaamd, zwarte gaten bevatte die veel kleiner zijn. Dit paar woog slechts 14 en 8 keer de massa van de zon. In die tijd bestond het evenement in september genaamd GW150914 uit twee samengevoegde zwarte gaten met een gewicht van 29 en 36 keer de massa van de zon. Tijdens beide evenementen, terwijl paren zwarte gaten samensmolten met het helixprincipe, vervormden ze ruimte en tijd en creëerden zwaartekrachtsgolven. Tijdens de botsingen hadden de "nieuwe", meer massieve zwarte gaten die voortkwamen uit de botsingen en informatie over deze fusies signalen in hun gecodeerde golven, die we konden detecteren en ontcijferen.
De december-gebeurtenis creëerde een nieuw zwart gat in 21 zonsmassa's. Maar tijdens de botsing werd de hele zonnemassa omgezet van materie naar energie, waardoor krachtige explosieve gravitatiegolven in de intergalactische ruimte ontstonden.
"Het is erg belangrijk dat deze zwarte gaten veel minder massief zijn dan die waargenomen toen ze voor het eerst werden ontdekt", zei Gabriela González, een woordvoerster van LIGO Scientific Collaboration (LSC), in een verklaring. "Vanwege hun lichtere massa brachten ze meer tijd (ongeveer een seconde) door in het gevoelige gebied van de detectoren. Dit is een veelbelovende start voor het documenteren van populaties van zwarte gaten in ons universum. " LIGO bestaat uit twee "L" (lasers) -vormige detectoren in Louisiana en Washington, iets minder dan 2000 mijl van elkaar verwijderd. Elk gebouw bestaat uit twee loodrechte tunnels van 2, 5 km met uiterst gevoelige laserinterferometers. Het project, gefinancierd door de National Science Foundation en beheerd door Caltech en MIT-natuurkundigen, is vorig jaar opgewaardeerd tot gevoeligheid, waardoor Advanced LIGO zelfs zeer kleine fluctuaties in de ruimtetijd kan detecteren, zoals de zwaartekrachtgolven die ons overspoelden.
En de 'zwakke' zegt het zachtjes. Geavanceerd LIGO kan de kleinste kromming detecteren met een nauwkeurigheid van 10.000 keer kleiner dan de breedte van een proton.
De tweede ontdekking "zet" O "echt als observatorium bij LIGO", zei Albert Lazzarini, adjunct-directeur van het LIGO-laboratorium bij Caltech. "Met de ontdekking van twee krachtige gebeurtenissen binnen vier maanden na onze eerste lancering, kunnen we voorspellen hoe vaak zwaartekrachtsgolven in de toekomst kunnen worden gehoord. LIGO brengt ons een nieuwe manier om enkele van de donkerste en meest energieke gebeurtenissen in ons universum te observeren. "
Voor de eerste keer kreeg de mensheid een idee van een "donker" universum, een gebied dat nog steeds onzichtbaar voor ons is. De botsing van twee zwarte gaten genereert niet noodzakelijkerwijs emissies in het elektromagnetisch spectrum (dat wil zeggen, licht). Dus de traditionele astronomie kan voor het grootste deel geen getuige zijn van deze gebeurtenissen. Maar LIGO "voelt" de beweging van de ruimte-tijd, op zoek naar wanneer deze gewelddadige botsingen plaatsvinden. "Met de komst van Advanced LIGO verwachtten we dat onderzoekers er uiteindelijk in zullen slagen om onverwachte gebeurtenissen te detecteren, maar deze twee gebeurtenissen overtreffen nog steeds onze verwachtingen", zei directeur Frances A. Cordova van de NSF (National Science Foundation).
Nu is Advanced LIGO gevoelig genoeg geworden om de krachtigste zwaartekrachtverschijnselen in het universum te detecteren. Naarmate het gevoeliger wordt, is het moeilijk te voorspellen wat we nog meer zullen vinden in de zwaartekrachtnacht.
