Néhány napja mi is megírtuk, hogy a LIGO (lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatórium) detektorai ismét két fekete lyuk összeolvadásából származó gravitációs hullámokat érzékeltek, immár harmadik alkalommal.
Hihetetlen energiaszabadul fel ezekben az esetekben, a detektorok által észlelt ütközések az adott, rövid időpillanatban, nagyobb teljesítményt bocsátanak ki, mint amekkorát a világegyetem összes csillaga és galaxisa együttvéve fény formájában kisugároz.
Ha a Napunk három kilométeres lenne
Emberi ésszel felfoghatatlan méretekről és mennyiségekről van szó főleg úgy, hogy a hozzánk hasonló laikus a fekete lyukak és a gravitációs hullámok jelentésével sincs teljesen tisztában. Frei Zsoltot, az ELTE professzorát, a LIGO együttműködésben részt vevő Eötvös Gravity Research Group kutatócsoport vezetőjét kérdeztük.
Kezdjük azzal, hogy mi is a fekete lyuk. Einstein elmélete megengedi, és a gyakorlat is igazolja, hogy nagy mennyiségű anyagot nagyon kis helyre sűrítsünk egészen addig, amíg a gravitációja már a fotonokat sem engedi megszökni – innentől nevezünk egy anyagsűrűsödést fekete lyuknak, és az is érthető, miért ez a neve.
Jelen tudásunk szerint szupernóva-robbanással keletkezik, ilyenkor a csillag egy óriási robbanás után “magába roskad”, ez életének vége: ledobja tömegének 95 százalékát, a maradék öt százalék pedig olyan kis térben összpontosul, hogy létrejön a fekete lyuk.
Félreértés ne essék, a Nap túl kicsi ahhoz, hogy szupernóva legyen, ő fehér törpeként fogja végezni életét. Fekete lyuk csak elméletben lehetne belőle akkor, ha jelenlegi tömegét sűrítenénk három kilométer sugarú körbe.
Egy másodpercig mértük a téridő rezgését
A gravitációs hullámokat Albert Einstein az általános relativitáselmélet kidolgozásakor előre jelezte, de úgy vélte, az emberiség soha nem lesz képes mérni. A lényeg: gyorsuló mozgást végző test, illetve két, egymás közelében mozgó tömeg gravitációs hullámokat kelt, magyarán megmozgatja a téridő szövetét.
Tudományos ismeretterjesztő műsorokban a téridőt egy kifeszített, négyzetrácsos gumilepellel szokták szemléltetni. Vasgolyót tesznek rá, és besüpped, mutatja a téridő görbületét. Ha a gumira két golyót teszünk, és a kezünkkel elkezdjük keverni, a mozgás hullámokat vet a lepel szélei felé, azaz megremeg a téridő szövete – magyarázza a professzor.
Hárommilliárd éve és ugyanennyi fényévre tőlünk a két fekete lyuk már évmilliók óta keringett egymás körül egyre növekvő sebességgel. Az utolsó mintegy harminc kört 8-9 tized másodperc alatt tették meg, az összeolvadás előtti legutolsót pedig a másodperc 180-ad része alatt.
Már halljuk is az univerzumot
Gyakori eseményről van szó, hiába működik a LIGO már több mint két éve, különböző szakmai okokból összességében három hónap volt, amíg adatokat szolgáltatott. Vagyis három hónap alatt háromszor mért gravitációs hullámokat, és Frei Zsolt megjegyzi, valószínűleg ez volt az utolsó eset, amikor önmagában a gravitációs hullámok érzékelésének tényét hírként közlik.
Most már ugyanis túl vagyunk a hibahatáron, egészen biztos, hogy gravitációs hullámok léteznek, és mérni is tudjuk őket. A következő kérdés az, hogyan és mire tudjuk használni ezeket a jeleket az asztrofizikában illetve a világegyetem megértésében.
Eddig bármit is mértünk az univerzumban, annak alapja mindig a fény volt, elektromágneses megnyilvánulás a látható fénytől az ultraibolya sugárzáson át a röntgensugarakig. A gravitációs hullám teljesen más fizikai alapokon nyugszik, segítségével érzékelhetővé válik az is, amit eddig nem “láttunk” – csak hogy maradjunk a fenti látásnál és hallásnál.
Fekete lyuk gyomrában végezzük?
Az alkalmazási terület igen széles, például épp a fekete lyukak tanulmányozása lehet hatékonyabb a gravitációs hullámok segítségével. És ha már ezeknél az elképesztő gravitációs erővel rendelkező objektumoknál tartunk, az embernek óhatatlanul a mindent elnyelő mesebeli kisgömböc jut eszébe.
– fantáziál a világvégét vizionáló laikus.
Frei Zsolt ugyan nem utalja felvetésünket azonnal az ostobaságok közé, de szerinte az univerzum végállapota nem ez lesz. Ha például a Nap cikkünk elején említett három kilométer átmérőjű fekete lyuk lenne, akkor sem nyelné el bolygóit: amíg megvan a perdületük, azok még sokáig keringenének körülötte.
A professzor abban a bizonyos végállapotban el tud képzelni kihűlt bolygókat és kihunyt csillagokat, ám nem tartja kizártnak, hogy nagyon hosszú távon az univerzum jelentős része fekete lyukakban végzi.
