Több mint ötven év elteltével igazolták Stephen Hawking feketelyuk-elméletét
Két régen felállított feketelyuk-teóriát igazoltak kutatók gravitációshullám-detektor segítségével.
Stephen Hawking 1971-ben azt feltételezte, hogy amikor két fekete lyuk összeütközik, akkor a belőlük újonnan keletkező fekete lyuk teljes eseményhorizontja nagyobb, mint az egyes fekete lyukak összege.
Ezt a sejtést igazolta most a Lézer-interferométeres Gravitációs Hullám Obszervatórium (LIGO) egy január 14-én detektált téridő-hullám segítségével. A gravitációs hullámok a téridő szövetében keletkező fodrozódásoknak tekinthetők, amelyek szélsőséges eseményeknél, például fekete lyukak vagy neutroncsillagok összeütközése során keletkeznek.
„A GW250114 a leghangosabb gravitációshullám-esemény, amelyet eddig észleltünk, olyan volt, mintha egy suttogás kiáltássá vált volna. Ez példátlan lehetőséget adott nekünk, hogy Einstein elméletét a lehető legszigorúbb teszteknek vessük alá, és igazoljuk Stephen Hawking egyik úttörő jóslatát, miszerint amikor a fekete lyukak összeolvadnak, eseményhorizontjuk együttes területe csak növekedhet, soha nem csökkenhet” – mondta Geraint Pratten, a Birminghami Egyetem kutatója.
A kutatócsoport megállapítása szerint a GW250114 két, a Nap tömegének körülbelül 32-szeresét kitevő fekete lyuk ütközéséből keletkezett. A LIGO körülbelül háromnaponta érzékel egy-egy gravitációs hullámot, amely áthalad a Földön, de a GW250114 különlegesnek bizonyult. Az adatok azt mutatták, hogy a kezdeti fekete lyukak teljes felülete nagyjából az Egyesült Királyság méretével megegyező volt (240 000 négyzetkilométer), míg a végső terület körülbelül 400 000 négyzetkilométer volt (nagyjából Svédország méretével megegyező).
A tanulmány az adatokat a fekete lyukak egyesülésekor kibocsátott gravitációs hullámok hangmagasságának és időtartamának vizsgálatával nyerte ki. A fekete lyukak mérete nagyjából úgy befolyásolja a gravitációs hullámokat, ahogy egy hangszer mérete és alakja is befolyásolja az általa kiadott hangot.
A januárban észlelt gravitációs hullám a kutatók szóhasználatával élve „csengést keltett” a téridőben, ez a két fekete lyuk egyesülése után lecsendesedett, a hasonlat szerint úgy, ahogy egy harang halkul el. Ez a lecsengés erősítette meg, hogy a keletkezett fekete lyuk nagyobb, mint az a két fekete lyuk, amely egyesült.
A LIGO Roy Kerr elméletét is igazolta. Az új-zélandi matematikus szerint egy fekete lyuk és annak zavarásakor keletkező „hangjai” két számmal, a fekete lyuk tömegével és spinjével egyedileg leírhatók.
