Naukowcy potwierdzili przewidywania Stephena Hawkinga dotyczące czarnych dziur
Dziesięć lat po pierwszym historycznym wykryciu fal grawitacyjnych naukowcy z międzynarodowej współpracy LIGO-Virgo-KAGRA ogłosili odkrycie, które potwierdza teorie Stephena Hawkinga i Roya Kerra. Sygnał GW250114 okazał się najczystszym dotąd "drżeniem" czasoprzestrzeni, jakie udało się uchwycić. Dzięki temu fizycy mogli z niezwykłą precyzją sprawdzić prawa rządzące czarnymi dziurami i ogólną teorię względności.
Hawking miał rację
Stephen Hawking już w 1971 roku przewidział, że gdy czarne dziury zderzają się i łączą, całkowita powierzchnia horyzontu zdarzeń nie może się zmniejszyć. Odkrycie GW250114 potwierdziło tę zasadę. Obliczenia wykazały, że przed zderzeniem obie czarne dziury miały łączną powierzchnię porównywalną z obszarem Wielkiej Brytanii, a po połączeniu nowy horyzont zdarzeń osiągnął rozmiar Szwecji.
- GW250114 to najgłośniejsze wydarzenie fal grawitacyjnych, jakie dotąd wykryliśmy, to było jak szept stający się krzykiem. Dało nam to bezprecedensową możliwość poddać teorie Einsteina jednemu z najściślejszych testów, jakie kiedykolwiek były możliwe, potwierdzając jedno z pionierskich przewidywań Stephena Hawkinga, że gdy czarne dziury się łączą, łączna powierzchnia ich horyzontów zdarzeń może tylko rosnąć, nigdy się nie kurczyć - podkreślił dr Geraint Pratten z Uniwersytetu w Birmingham.
Czarne dziury według Kerra
Drugim potwierdzeniem było zweryfikowanie tak zwanej natury Kerra. Matematyczne rozwiązanie zaproponowane w 1963 roku przez Roya Kerra opisywało, jak przestrzeń i czas zachowują się w pobliżu wirującej czarnej dziury. Teoria przewidywała między innymi "ciągnięcie" przestrzeni czy pętle światła, tworzące wiele kopii obiektów. Dzięki wyjątkowej czystości sygnału GW250114 naukowcy po raz pierwszy byli w stanie "usłyszeć" dwa różne "tony" wydawane przez czarną dziurę w fazie jej drgań po zderzeniu.
- Po raz pierwszy mogliśmy wychwycić dwa tony z głosu czarnej dziury i potwierdzić, że zachowują się zgodnie z przewidywaniami Kerra, uzyskując bezprecedensowo solidny dowód na to, że czarne dziury w naturze są zgodne z rozwiązaniem Kerra - powiedział dr Gregorio Carullo z Uniwersytetu w Birmingham.
Nowa era astronomii fal grawitacyjnych
Wydarzenie GW250114 było trzy razy "głośniejsze" niż pierwsze historyczne wykrycie fal grawitacyjnych sprzed dekady. To efekt ogromnego postępu technologicznego detektorów LIGO, Virgo i KAGRA.
- Wykrycie układu podwójnej czarnej dziury o parametrach podobnych do GW150914, ale trzy razy głośniejszego, zaledwie dekadę po przełomowym odkryciu, zawdzięczamy ogromnym ulepszeniom naszych instrumentów, torując drogę do precyzyjnej astronomii fal grawitacyjnych - stwierdziła Patricia Schmidt, współprzewodnicząca zespołu badawczego LVK.
Nowe odkrycie nie tylko potwierdziło fundamentalne przewidywania Hawkinga i Kerra, lecz także pokazało, że obserwacje fal grawitacyjnych wchodzą w erę niezwykłej dokładności.
Źródło: Uniwersytet w Birmingham
Publikacja: GW250114: testing Hawking's area law and the Kerr nature of black holes, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/kw5g-d732
