Ezzel tartósan új ablak nyílt a világegyetemre - hangsúlyozta a csütörtöki bejelentéssel kapcsolatban a LIGO együttműködés, amelyben magyar tudósok is részt vesznek. A most ismertetett esemény emellett megerősítette a fekete lyukak egy új osztályának létezését - tették hozzá a szakemberek, akik a Physical Review Letters című tudományos folyóiratban publikálták tanulmányukat.
Csakúgy, mint a gravitációs hullámok első, 2015. szeptemberi megfigyelésekor, most is a hannoveri Max Planck Gravitációfizikai Intézetben fedezték fel először a téridő hullámszerű változását. A LIGO Egyesült Államokban található detektorai 2017. január 4-én észlelték a 3 milliárd fényévnyire lévő két, egymás körül nagy sebességgel, spirálszerűen forgó, végül pedig eggyé váló fekete lyuk összeolvadásából származó gravitációs hullámokat.
A két objektumból létrejött fekete lyuk 49 naptömegű. A gravitációs hullámok első megfigyelésekor 62 naptömegű, a második alkalommal - 2015 karácsonyán - 21 naptömegű fekete lyuk született két-két fekete lyuk összeolvadásából. A 2017-es esemény tehát már a harmadik ilyen fajsúlyú esemény, ami megerősíti a - több mint 20 naptömegű - fekete lyukak új osztályának létezését - mutattak rá a tudósok. "Olyan égitestek ezek, amelyek létezéséről nem is tudtunk azelőtt, hogy a LIGO felfedezte őket" - hangsúlyozta David Shoemaker, az együttműködésben részt vevő Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) LIGO-szóvivője.
A gravitációs hullámok hasonló változásokat keltenek a téridőben, mint a vízbe dobott kő a víz felszínén. Einstein relativitáselmélete szerint nagy tömegű objektumok mozgásakor keletkeznek. Minél nagyobb a tömeg és a mozgás sebessége, annál nagyobbak a hullámok. A LIGO két detektora - az egyik Louisiana, a másik Washington államban - ezeket a rezgéseket mutatja ki. Így tudták megfigyelni a mostani esetben a két összeolvadó fekete lyuk utolsó másodpercét. A jel ezúttal gyengébb volt, mint a gravitációs hullámok első észlelésekor, aminek az az oka, hogy az esemény csaknem kétszer olyan távoli volt.
A LIGO által megfigyelt kozmikus események a tudósok szerint arra utalnak, hogy a nagy tömegű feketelyuk-párok gyakoribbak az eddig véltnél. "Még sok újat fogunk megtudni, izgalmas időszak ez a gravitációshullám-asztrofizikában" - hangsúlyozta a hannoveri Max Planck Intézet igazgatója, Karsten Danzmann.
Magyar tudósok véleménye
"Elkezdtünk rendszeresen információt gyűjteni a világegyetemről, amely immár erős gravitációs laboratóriumunkká vált" - mondta az MTI-nek Márka Szabolcs fizikus azzal kapcsolatban, hogy újabb két fekete lyuk összeolvadását figyelték meg a LIGO (lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatórium) detektoraival.
A LIGO-együttműködésben részt vevő és a New York-i Columbia Egyetemen kutató Márka Szabolcs, Márka Zsuzsa és Bartos Imre az MTI-nek hangsúlyozta: a csütörtökön ismertetett felfedezést kiemelkedő jelentőségűnek tartják, mert "kezd kozmikus szimfóniává összeállni a fekete lyukak ütközésének rendszeres rögzítése, és egyre közelebb kerülünk ahhoz, hogy megértsük a fekete lyukak ütközésének eredetét, és ezzel felhasználjuk őket az univerzum tanulmányozására".
"Az elkövetkező években megtanuljuk majd, hogy hol élnek, hogyan születnek, növekednek és halnak meg a fekete lyukak" - fogalmazott Márka Szabolcs. Bartos Imre asztrofizikus kifejtette: egyedül a Tejútrendszerben - a mi galaxisunkban - feltételezhetően több mint százmillió fekete lyuk van, és emberöltőnként egy-egy újabb is születik. Kutatásukkal pedig pontosan meghatározható, hogy mikor és hogyan alakult ki a világegyetem.
Hozzátette, a Tejútrendszer százezer fényév nagyságú, és a két fekete lyuk 2017 januárjában észlelt ütközése, amelyet most ismertettek, mintegy hárommilliárd fényévre történt, tehát sokkal nagyobb térben, mint a Tejútrendszer. Ilyen ütközés nagyon ritkán történik, és az észlelése is nagyon ritka - emelte ki. Hangsúlyozta: mindezt nem is lehetett volna érzékelni a LIGO nélkül, bemérni pedig végképp nem.
Márka Szabolcs hozzáfűzte, hogy még a LIGO is csupán a világegyetem egy kicsi részét képes megfigyelni. A fekete lyukak - valójában gömb alakú objektumok - a természet különleges produktumai, amelyek akkor keletkeznek, ha a csillagok összeroppannak a saját gravitációs erejük súlya alatt - magyarázta Bartos Imre. Ha valamilyen anyag nagyon sűrűvé válik, akkor a gravitációs ereje annyira megnövekedhet, hogy megakadályozza, hogy bármi - akár a fény is - távozzon belőle. A fekete lyuk csak "beszippant", de el nem enged. "Két fekete lyuk pedig akkor ütközhet össze, ha egymás közelében születnek vagy véletlenül túl közel kerülnek egymáshoz" - tette hozzá.
Márka Zsuzsa asztrofizikus szerint a mostani felfedezés egyik nagy érdekessége a fekete lyuk megmért tömege és nagy forgási sebessége. "Az eddig más módszerekkel azonosított fekete lyukak tulajdonságai egészen mások. Az általunk most felfedezett fekete lyukak tömege a Nap tömegének húsz-ötvenszerese, kiterjedésük pedig nagyjából Szabolcs-Szatmár-Bereg megye méretű" - mondta.
Az MTI kérdésére, hogy mire jó a fekete lyukak tanulmányozása, a tudósok eltérő választ fogalmaztak meg. Márka Szabolcs fizikus szerint nagyon fontos tudni, hogy hogyan is működik a világ, amelyben élünk. Hozzátette, ezeknek a kutatásoknak nem csak az a hasznuk, hogy hozzásegítenek az univerzum megértéséhez. A kutatások során a napi gyakorlati életben hasznosítható eredmények is születnek. "Gondoljunk csak a tudomány 'melléktermékeire', a CT-től az MRI-ig, amelyek minden nap életet mentenek" - hangsúlyozta.
Bartos Imre szerint ma a fizika egyik nagy kérdése az, hogy a gravitáció mint erő hogyan illeszthető össze más erőkkel: a nukleáris erőkkel és az elektromágneses erővel. Ezt ma nem lehet mérni, mivel a környezetünkben nincs olyan természeti jelenség, amelyben ezek az erők együttesen lépnek fel. "A fekete lyukak viszont olyan helyek, amelyekben kis térben van nagy gravitációs erő. Ilyen a földi viszonyok közepette nem mérhető" - mondta. "A fekete lyukak eszközök arra, hogy megismerjük, megértsük az univerzum mozgásait, jelenségeit."
Márka Zsuzsa azt mondta, tapasztalatai szerint a misztikusnak tűnő létezésükön túl az is felkelti az érdeklődést a fekete lyukak iránt, hogy most már tudományosan, kísérletileg is tanulmányozhatók. "Bízom abban, hogy a LIGO eredményei inspirálók, és igen sok fiatalt indítnak majd el Magyarországon is a tudományok útján" - fűzte hozzá.