فرارو- بابک زمانی؛ بیش از ۷ میلیارد سال قبل دو سیاهچاله عظیم که در حال چرخش به دور هم بودند در نهایت به هم برخورد کرده و ادغام شدند. این بزرگترین برخورد دو سیاهچاله است که تاکنون کشف شده و البته نشانه‌های آن تازه به ما رسیده است. اما در عین حال اولین باری است که می‌بینیم دو سیاهچاله با هم برخورد می‌کنند و یک سیاهچاله متوسط را ایجاد می‌کنند. این موضوع می‌تواند نشان از صحت یک تئوری داشته باشد.
به گزارش فرارو، جرم یکی از سیاهچالهها ۶۶ برابر خورشید بوده در حالی که دیگری جرمی ۸۵ برابر خورشید داشته است. این دو سیاهچاله به مرور به هم نزدیک شده‌اند و با سرعت چندین بار در ثانیه به دو هم چرخیده‌اند. در نهایت با برخورد با هم انرژی عظیمی ایجاد شده که شوک آن به در تمامی کیهان منتشر شده است. نتیجه این اتفاق ایجاد سیاهچالهای با جرم ۱۴۲ برابر خورشید بوده است.
در اعماق کیهان دو سیاهچاله به‌شکل مارپیچ به دور هم می‌چرخند و نهایتاً با هم ادغام می‌شوند؛ امواج گرانشی منتشر شده از این ادغام سیاهچالهای به زمین می‌رسد و آشکارساز‌های روی زمین، آن‌ها را ثبت می‌کنند. این خلاصه‌ای از کشف بزرگترین ادغام سیاهچالهای در کیهان است که تاکنون دانشمندان آن‌را شناسایی کرده‌اند. تا کنون آشکارساز‌های امواج گرانشی بر روی زمین توانسته‌اند طی پنج سال گذشته، ده‌ها نمونه از این امواج را حس و آن‌ها را ثبت کنند. اما این مورد اخیر که در روز ۲۱ می‌سال ۲۰۱۹ دریافت شد، با دیگر امواج گرانشی متفاوت بوده است.
این کشف برای دانشمندان اهمیت بالایی دارد. تا پیش از این دانشمندان تنها موفق به کشف و مشاهده غیر مستقیم سیاهچالهها در دو اندازه متفاوت شده بودند؛ یکی با جرم بین ۵ تا ۱۰۰ برابر خورشید و دیگر سیاه‌چاله‌های بسیار بزرگ. برای مدت‌ها دانشمندان در تلاش برای مشاهده سیاه‌چاله‌هایی با جرم متوسط بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر خورشید بودند و با این کشف برای اولین بار تولد سیاهچالهای با این جرم تشخیص داده شد.
جرم سیاه‌چاله‌ی حاصل از این ادغام، ۱۴۲ برابر جرم خورشید است، سیاهچالهای از طبقه‌ی متوسط که بین ۱۰۰ تا ۱۰۰،۰۰۰ جرم خورشید جرم دارند؛ هرچند ما اکنون می‌دانیم که سیاه‌چاله‌هایی با چندین میلیون یا چندین میلیارد برابر جرم خورشید هم وجود دارند. هنوز تردید‌هایی درباره‌ی منشاء این سیاهچالهها وجود دارد، اما برخی از دانشمندان معتقدند که ممکن است این دو سیاهچاله از ادغام سیاه‌چاله‌های کوچکتر به‌وجود آمده باشند.
متخصصان آشکارساز «لایگو» می‌گویند که این ادغام نه تنها قدرتمندترین و دورترین ادغام سیاهچالهای بوده است، بلکه سیاه‌چاله‌های این برخورد به گروه سیاه‌چاله‌های با جرم متوسط تعلق دارند. آن‌ها با کمال تعجب دیده‌اند که این دو سیاهچاله، پُرجرم‌تر از حد انتظار بوده‌اند. تجربیات قبل توسط دانشمندان مربوط به سیاه‌چاله‌هایی می‌شد که جرم کمتری داشته‌اند و مطمئناً از فروپاشی ستاره‌های معمولی شکل گرفته بودند، اما این دو سیاهچاله جرم بیش از حدی دارند و هنوز در مورد منشاء آن‌ها اختلاف‌نظر وجود دارد.
«نلسون کریستنسن» فیزیکدان از گروه لایگو، می‌گوید: «این مورد جدید، توسط الگوریتم‌های معمول که ادغام دوتایی‌ها را آشکار می‌کرد، شناسایی نشد، بلکه توسط سیستمی جداگانه در رصدخانه‌ی «کات دآزور» واقع در نیس فرانسه و بر روی قله‌ی مونت گراس که با لایگو همکاری می‌کنند، ثبت شده است.» اگر چه سیگنال‌های رسیده به آشکارساز‌ها بسیار کوتاه بوده‌اند، اما با این وجود هم دانشمندان توانستند آن‌ها را تجزیه و تحلیل کنند و دامنه، شکل و چگونگی تغییر فرکانس آن‌ها را در طول همین زمان اندک محاسبه کنند.
بیشتر بخوانید
«الساندرا بوئونانو» عضو تیم لایگو و مدیر موسسه‌ی فیزیک گرانش آلبرت اینشتین مکس‌پلانک، می‌گوید: «تفسیر امواج گرانشی رسیده بسیار کار دشواری بود، ما زمان زیادی را برای متقاعد کردن خودمان صرف کردیم تا مطمئن شویم که این امواج مربوط به برخورد سیاهچالهها هستند. چیزی که ما پیدا کردیم، خیلی قوی‌تر و بزرگ‌تر از انتظارهای‌مان بود و قبل از این هرگز چنین چیزی ندیده بودیم.»
لایگو و «ویرگو» در حال به‌روزرسانی هستند و مسئولین آن‌ها قصد دارند با بالا بردن حساسیت آن‌ها، رصد‌های خود را تا سال ۲۰۲۲ به سطحی پیشرفته‌تر برسانند که به آن‌ها اجازه می‌دهد جهان را با حساسیت بیشتری مشاهده کنند. دانشمندان امیدوارند با ارتقاء سیستم‌های‌شان، سرنخ‌های بیشتری از ریشه‌ی امواج گرانشی در کیهان و پی بردن به راز‌های کیهانی به‌دست بیاورند.
این کشف می‌تواند دلیل شکل کیهان را توضیح دهد و مشخص کند که چرا شاهد تمرکز نسبتا شدید سیاه‌چاله‌های کوچک در برخی بخش‌ها و نیز چند سیاهچاله بزرگ در مرکز کهکشان هستیم. یکی از تئوری‌های مطرح در مورد این که چرا سیاه‌چاله‌های بسیار بزرگ تا این اندازه رشد کرده اند این است که سیاه‌چاله‌های کوچکتر به مرور با هم ترکیب شده‌اند تا در نهایت سیاهچالهای بزرگ را ساخته‌اند. ولی در صورتی که این تئوری صحت داشت باید شاهد سیاه‌چاله‌های با اندازه متوسط هم بودیم. کشف اخیر نشان داد که این تئوری می‌تواند درست باشد؛ چرا که یک سیاهچاله متوسط مشاهده شد که خود از ترکیب دو سیاهچاله کوچک ایجاد شده است.
کشف اخیر به واسطه امواج گرانشی ضعیف تولید شده توسط سیاهچاله انجام شده. البته این امواج در ابتدا بسیار قدرتمند بوده‌اند، اما به مرور زمان پس از رسیدن به ما ضعیف شده‌اند. کشف این امواج توسط رصدخانه‌های لیگو و ویرگو در ایالات متحده و ایتالیا ممکن شده است. «سالواتوره ویتاله»، استادیار در آزمایشگاه لیگو که در این پروژه دخیل بوده معتقد است که در آینده هم مشابه این ادغام‌ها را مشاهده خواهیم کرد. در حال حاضر این دو رصدخانه فرایند به روز رسانی را سپری می‌کنند، اما در سال ۲۰۲۱ با ابزار‌های حساس‌تر احتمالا قادر به مشاهده موارد بیشتری خواهند بود.
