Przejdź do treści

Echa fal grawitacyjnych mogą potwierdzić hipotezę Hawkinga

img

Echa w sygnałach fal grawitacyjnych sugerują, że horyzont zdarzeń czarnej dziury może być bardziej skomplikowany niż obecnie sądzą naukowcy.

Badacze z University of Waterloo donoszą o pierwszym wykryciu potencjalnego echa wywołanego mikroskopijnym „szumem” kwantowym otaczającym nowo powstałe czarne dziury.

Fale grawitacyjne są zmarszczkami w czasoprzestrzeni emitowanymi w wyniku zderzenia w przestrzeni kosmicznej masywnych, zwartych obiektów, takich jak czarne dziury czy gwiazdy neutronowe.

Zgodnie z OTW nic, co przekroczy punktu bez powrotu, tzw. horyzont zdarzeń, nie może uciec grawitacji czarnej dziury. Tak przynajmniej uważali naukowcy do czasu, gdy Stephen Hawking zastosował mechanikę kwantową i przewidział, że cząstki kwantowe będą powoli wyciekać z czarnych dziur w postaci tzw. promieniowania Hawkinga.

Aż do momentu odkrycia pierwszych fal grawitacyjnych naukowcy nie byli w stanie ustalić eksperymentalnie, czy jakakolwiek materia wycieka z czarnych dziur. Jeżeli szum kwantowy odpowiedzialny za promieniowanie Hawkinga faktycznie istnieje wokół czarnych dziur, fale grawitacyjne mogą się od niego odbijać, co by spowodowało wytworzenie mniejszych sygnałów fali grawitacyjnej po głównym zdarzeniu, tworząc coś w rodzaju echa.

Niayesh Afshordi z University of Waterloo oraz współautor pracy, Jahed Abedi z Instytutu Maxa Plancka, ogłosili pierwsze prawdopodobne odkrycie powtarzającego się echa, które może stanowić eksperymentalny dowód na to, że czarne dziury mogą radykalnie różnić się od przewidywanych przez teorię względności Einsteina, a tym samym, że nie mają one horyzontu zdarzeń.

Echa obserwowane przez zespół Afshordi i Abedi pasują do symulowanych ech przewidywanych przez modele czarnych dziur, które uwzględniają efekty mechaniki kwantowej i promieniowanie Hawkinga.

„Nasze wyniki wciąż są niepewne, ponieważ istnieje bardzo mała szansa, że to, co widzimy, jest w rzeczywistości przypadkowym szumem w detektorach, ale prawdopodobieństwo jest tym mniejsze, im więcej takich przykładów dostrzeżemy. Teraz, gdy naukowcy wiedzą, czego szukamy, możemy zacząć szukać więcej przykładów potwierdzających naszą teorię. Takie potwierdzenie byłoby pierwszym bezpośrednim dowodem kwantowej struktury czasoprzestrzeni” – powiedział Afshordi.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Gravitational wave echoes may confirm Stephen Hawking’s hypothesis of quantum black holes

Echoes from the abyss: a highly spinning black hole remnant for the binary neutron star merger GW170817

Źródło: University of Waterloo