ברוכים הבאים לעידן חדש באסטרופיזיקה.
צוות בינלאומי ענק של מדענים הכריז זה עתה על גילוי אות נוסף של גל כבידה שנשלח בהתנגשות אלימה של שני חורים שחורים המקיפים זה את זה במרחק של 3 מיליארד שנות אור והורגש על פני כדור הארץ ב-4 בינואר.
באמצעות מצפה האינטרפרומטר לייזר כבידה (LIGO), מדענים הצליחו לצפות בגלי כבידה-- אדוות מילוליות במרקם החלל והזמן -- כשהם עברו דרך כדור הארץ, וכולנו, מציינת רק את הפעם השלישית שראינו עדויות לגלים הבלתי נראים הללו בחלל.
הממצא החדש מפורט במחקר שפורסם השבוע בכתב העתמכתבי סקירה פיזית.
התגליות הללו מאפשרות למדענים לנתח בדיוק מה קורה עם הפיצוצים החזקים ביותר ביקום שלנו, ומאירות דרך להבין את הקוסמוס כפי שלא הייתה לנו מעולם.
הגילויים גם עונים על כמה שאלות בסיסיות לכאורה.
"לפני הגילויים שלנו, אפילו לא ידענו בוודאות שקיימים חורים שחורים", אמרה לורה קדונטי, חברת צוות LIGO, במהלך מסיבת עיתונאים. "מה שאנחנו כן יודעים עכשיו זה שהם אכן קיימים ואולי מילאו תפקיד חשוב ביקום המוקדם שלנו."
גילוי שלישי זה - שמגיע אחרי הראשון בספטמבר 2015 והשני בדצמבר 2015 - נראה כתוצאה של שני חורים שחורים שהתמזגו ויוצרים חור שחור חדש פי 49 ממסת השמש.
החוקרים גם מתחילים לחבר את הסיפור של איך חורים שחורים מתנגשים בפועל, בין אם הם מתחילים ככוכבים ענקיים לא רחוק אחד מהשני או שהם חורים שחורים בזוג הדוק.
למרות שעדיין יש הרבה שאלות שצריך לענות עליהן, הגילוי החדש הזה ממלא פער בידע של חורים שחורים עבור מדענים החוקרים אותם.
"יש לנו אישור נוסף לקיומם של חורים שחורים בעלי מסה כוכבית שגדולים מ-20 מסות שמש - אלו אובייקטים שלא ידענו על קיומם לפני ש-LIGO זיהה אותם", אמר דייוויד שומייקר מ-LIGO בהצהרה.
מהירות אור ניתנת לריסוק
אז מה הם גלי כבידה?
הדרך הטובה ביותר לדמיין גלי כבידה נעים ביקום היא לדמיין שני כדורי באולינג על סדין שוכב שטוח על מיטה.
כששני כדורי הבאולינג האלה - המייצגים חורים שחורים באנלוגיה זו - מסתובבים זה סביב זה, הם יוצרים אדוות בגיליון. אלו הם גלי כבידה.
כאשר כדורי הבאולינג סוף סוף מתכנסים, אילו היו חורים שחורים, הם היו מקיפים זה את זה מקרוב, יוצרים גלי כבידה ואז מתמזגים יחד.
LIGO - המורכבת משני מצפה כוכבים הממוקמים בוושינגטון ולואיזיאנה - הצליחה לזהות את האדוות הללו במרחב-זמן הודות לרגישות הקיצונית של המכשירים.
שני המצפים הזהים הם צינורות בצורת L עם לייזר שעובר דרכם. מראות ממוקמות בקצה כל זרוע, עם מראה נוספת באמצע.
החוקרים מסוגלים לנטר את הלייזר בו נע דרך הצינורות והם יודעים בדיוק מתי הוא אמור להכות בחזרה באמצע. עם זאת, אם יגיעו גלי כבידה, הלייזר יהיה כבוי מעט.
ואנחנו מתכוונים מעט.
אורך הצינור ישתנה רק בשבריר של פרוטון כאשר גל הכבידה יעבור.
כל העניין הזה עובד כי האור לא מושפע מגלי כבידה. בעוד הגלים החזקים בחלל יכולים לעוות חומר מכל הסוגים, האור נשאר ללא שינוי.
העתיד של LIGO
מדענים מצפים ש-LIGO אמור להיות מסוגל לזהות סוגים אחרים של התנגשויות קוסמיות ככל שהרגישות שלו תגבר בעתיד.
לדוגמה, החוקרים מקווים שהם יוכלו לקלוט את אותות גלי הכבידה הקלושים יחסית מכוכבי נויטרונים שמתנגשים, ולעזור להם ללמוד יותר על העצמים הצפופים במרחק שנות אור מכדור הארץ.
על ידי חקר גלי כבידה, למדענים יש כעת גישה לדרך חדשה לגמרי להבין את היקום.
במקום פשוט לחקור עצמים דרך האור שהם פולטים, גלי כבידה למעשה מאפשרים לנו לחקור את המבנה העמוק יותר של העצמים שיצרו אותם. דרך הסתכלות על האות משני החורים השחורים המתמזגים הללו, למשל, הצליחו מדענים להבין את המסות שלהם ואת החלק הכללי של השמים שבו הם נוצרו.
וכאשר מדענים לומדים יותר ויותר על גלי כבידה, הם צריכים גם להבין את התשובות לשאלות שהם אפילו לא ידעו לשאול.
"אתה בונה מכשיר לדברים שאתה רוצה למדוד, ואז אתה רואה דברים שלא ציפית לראות", אמר חוקר LIGO, Nergis Mavalvala במהלךראיון בפברואר.
"אני חושב שזו ההבטחה האמיתית של המכשירים האלה."
