Sepuluh tahun setelah mendeteksi gelombang gravitasi pertama, para ilmuwan menemukan riak dalam ruangwaktu yang menawarkan wawasan baru tentang lubang hitam dan hukum fisika.
Para ilmuwan telah mengkonfirmasi dua teori lama yang berkaitan dengan lubang hitam – berkat deteksi sinyal gelombang gravitasi yang paling jelas yang direkam hingga saat ini.
Sepuluh tahun setelah mendeteksi gelombang gravitasi pertama, kolaborasi ligo-virgo-kagra telah mengumumkan deteksi GW250114-riak dalam ruangwaktu yang menawarkan wawasan yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang sifat lubang hitam dan hukum fisika mendasar.
Studi ini mengkonfirmasi prediksi Profesor Stephen Hawking tahun 1971 bahwa ketika lubang hitam bertabrakan, area horizon peristiwa total dari lubang hitam yang dihasilkan lebih besar dari jumlah lubang hitam individu – tidak dapat menyusut.
Penelitian juga mengkonfirmasi sifat Kerr dari lubang hitam – seperangkat persamaan yang dikembangkan pada tahun 1963 oleh ahli matematika Selandia Baru Roy Kerr dengan elegan menjelaskan seperti apa ruang dan waktu yang terlihat di dekat lubang hitam yang berputar. Metrik Kerr memprediksi efek seperti ruang yang 'diseret' di sekitar dan perulangan cahaya untuk membuat banyak salinan objek.
GW250114 adalah peristiwa gelombang gravitasi paling keras yang telah kami deteksi hingga saat ini, rasanya seperti bisikan menjadi teriakan. Ini memberi kami kesempatan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk menempatkan teori Einstein melalui beberapa tes paling ketat yang mungkin – memvalidasi salah satu prediksi perintis Stephen Hawking bahwa ketika lubang hitam bergabung, area gabungan horizon acara mereka hanya dapat tumbuh, tidak pernah menyusut.
Geraint Pratten, Royal Society University Fellow – University of Birmingham
Menerbitkan temuan mereka di Surat Ulasan FisikKelompok Peneliti Internasional – termasuk para ahli dari University of Birmingham – perhatikan bahwa GW250114 terdeteksi dengan rasio sinyal -ke -noise 80. Kejelasan ini memungkinkan tes yang tepat dari relativitas umum dan termodinamika lubang hitam.
Geraint Pratten, Royal Society University Fellow di University of Birmingham dan anggota tim penulisan kertas LVK berkomentar: “GW250114 adalah peristiwa gelombang gravitasi paling keras yang telah kami deteksi hingga saat ini, rasanya seperti halnya hal -hal yang paling baik untuk membuat orang -orang yang tidak pernah memvalidasi – ini adalah hal -hal yang memvalidasi – satu -satunya hal yang memvalidasi – satu -satunya hal yang telah memvalidasi – satu -satunya hal yang memvalidasi untuk membuat beberapa tahun yang tidak pernah memvalidasi – ini adalah beberapa hal yang memvalidasi – membuat beberapa hal yang tidak pernah memvalidasi – ini adalah beberapa hal yang memvalidasi – membuat beberapa hal yang tidak pernah memvalidasi – ini adalah beberapa hal yang memvalidasi – membuat beberapa hal yang tidak pernah memvalidasi – ini adalah Teori -Teorion yang tidak pernah memvalidasi – Teori -Teories yang tidak pernah memvalidasi. Lubang bergabung, area gabungan dari horizon acara mereka hanya bisa tumbuh, tidak pernah menyusut. ”
GW250114 diambil oleh detektor kembar dari Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) di AS. Ligo beroperasi dalam koordinasi dengan dua mitra internasional, detektor gelombang gravitasi Virgo di Italia dan Kagra di Jepang membentuk jaringan perburuan gelombang gravitasi, yang dikenal sebagai LVK (Ligo, Virgo, Kagra).
Tim LVK, yang mencakup anggota Universitas Birmingham, dapat menetapkan bahwa GW250114 dihasilkan oleh tabrakan dua lubang hitam dengan massa sekitar 32 kali lipat dari Matahari kita.
Ligo mendeteksi gelombang gravitasi yang melewati bumi setiap beberapa hari, tetapi GW250114, ternyata istimewa. Data menunjukkan bahwa lubang hitam awal memiliki luas permukaan total kira -kira ukuran Inggris (240.000 kilometer persegi) sedangkan area terakhir sekitar 400.000 kilometer persegi (kira -kira ukuran Swedia).
Deteksi biner lubang hitam dengan parameter yang mirip dengan GW150914, tetapi tiga kali lebih keras, hanya satu dekade setelah penemuan terobosan berutang pada perbaikan teknologi yang luar biasa dari instrumen kami, membuka jalan untuk astronomi presisi dengan gelombang gravitasi.
Dr Patricia Schmidt, Ketua Tim Analisis LVK dan Associate Professor – University of Birmingham dan
Pada tahun 1970 -an, Hawking dan fisikawan Jacob Bekenstein menyimpulkan bahwa area lubang hitam sebanding dengan entropi, atau tingkat gangguan, membuka jalan bagi pekerjaan inovatif di bidang gravitasi kuantum, yang berupaya menyatukan dua pilar fisika modern: relativitas umum dan fisika kuantum.
Setelah lubang hitam menyatu bersama, selama apa yang oleh fisikawan menyebut fase ringdown, lubang hitam terakhir bergetar memancarkan gelombang gravitasi pada frekuensi tertentu, seperti suara karakteristik yang akan dibuat oleh lonceng ketika dipukul, 'suara' lubang hitam.
Solusi Roy Kerr memperkirakan bahwa lubang hitam, dan 'suaranya' ketika terganggu, secara unik dijelaskan hanya dengan dua angka: massa dan putaran lubang hitam. Implikasi dari hasil inovatif ini tunggal dari lubang hitam dari benda -benda langit lainnya: bintang hanya dapat dijelaskan oleh serangkaian sifat kompleks yang sangat besar, sementara bahkan lubang hitam lebih berat dari sejuta kali matahari kita dijelaskan secara mengejutkan hanya dengan dua angka sederhana, massa dan putaran.
Gregorio Carullo, asisten profesor di University of Birmingham dan koordinator salah satu tim analisis LVK berkomentar: “Mengingat kejelasan sinyal yang dihasilkan oleh GW250114, untuk pertama kalinya kami dapat memilih dua 'nada' dari suara Black Hole dan mengkonfirmasi bahwa mereka berperilaku sesuai dengan prediksi Kerr, memperoleh nada yang tidak ditentukan.
Hasilnya dirilis hampir tepat sepuluh tahun setelah pengamatan tengara pertama dari gelombang gravitasi. Pada 14 September 2015, sebuah sinyal tiba di bumi, membawa informasi tentang sepasang lubang hitam jarak jauh yang telah berputar dan menyatu bersama.
Penemuan bersejarah ini, di mana para peneliti Birmingham telah memberikan kontribusi luas dengan mengembangkan perangkat keras untuk detektor LIGO, model gelombang gravitasi yang sangat akurat yang dihasilkan dengan menggabungkan lubang hitam, dan teknik analisis untuk menggoda dari data sifat-sifat lubang hitam, berarti bahwa para ilmuwan sekarang dapat merasakan alam semesta melalui tiga sarana yang berbeda.
Patricia Schmidt, Associate Professor at the University of Birmingham and co-chair of LVK analysis team, commented: “The detection of a black hole binary with parameters similar to those of GW150914, but three times louder, only a decade after the breakthrough discovery is owed to the tremendous technological improvements of our instruments, paving the path for precision astronomy with gravitational waves.”
Amit Singh Ubhi, bagian dari tim instrumentasi Birmingham yang menyumbangkan perangkat keras utama yang memungkinkan penemuan seperti itu, menambahkan: “Rasio sinyal-ke-noise yang luar biasa dari GW250114 yang menunjukkan kemajuan kolektif dalam pemahaman gravitasi di seluruh komunitas kami. Hukum Alam. ”
Untuk informasi lebih lanjut, silakan hubungi Kantor Pers University of Birmingham di OR +44 (0) 121 414 2772.
University of Birmingham berada di peringkat di antara 100 institusi teratas dunia, pekerjaannya membawa orang -orang dari seluruh dunia ke Birmingham, termasuk para peneliti dan guru dan lebih dari 8.000 siswa internasional dari lebih dari 150 negara.
'GW250114: Menguji Hukum Area Hawking dan sifat Kerr Holes Black' – Agabac, dkk diterbitkan oleh Surat Ulasan Fisik.
Institusi Inggris yang berpartisipasi meliputi: University of Birmingham; Universitas Warwick; Queen Mary University of London; Universitas Cardiff; University of Strathclyde; Royal Holloway; King's College London; Universitas Portsmouth; Universitas Glasgow; Universitas Barat Skotlandia; Universitas Southampton; Universitas Cambridge; Universitas Lancaster; dan Rutherford Appleton Laboratory, Didcot
Profil Staf untuk Dr Geraint Pratten, Sekolah Fisika dan Astronomi, Universitas Birmingham
Profil Staf untuk Dr Gregorio Carullo, Sekolah Fisika dan Astronomi, Universitas Birmingham
