پژوهشگران ادعا کردند: دو سیاهچاله در کهکشان دیگر به هم پیوستهاند و کرمچالهای صدای آنها را به ما منتقل کرده است
در سال ۲۰۱۹، رصدخانههای لایگو و ویرگو موفق به ثبت یک پدیده غیرمعمول شدند: وقوع یک موج گرانشی که کمتر از یکدهم ثانیه به طول انجامید.
بر خلاف سیگنالهای طولانی و پایداری که معمولاً در اثر ادغام سیاهچالهها در مدارهای در حال فروپاشی تولید میشوند، این رویداد بیشتر شبیه به یک «صدای ناگهانی و تیز» بهنظر میرسید. در آن زمان، بهترین فرضیهای که ارائه شد، این بود که دو سیاهچاله بهطور تصادفی در میدان گرانشی یکدیگر گیر افتاده و سپس به ادغام رسیدهاند. این رویداد با نام GW190521 ثبت گردید.
اکنون، یک تیم از پژوهشگران چینی در مقالهای جدید یک گزینه بسیار شگفتانگیزتری را مطرح کردهاند: پژواک برخورد دو سیاهچاله در دنیایی دیگر که از طریق یک کرمچاله در حال فروپاشی به جهان ما منتقل شده است. بهطور خاص، ادغام سیاهچالهها در همین دنیا همچنان بهعنوان توضیح اصلی برای سیگنال ۲۰۱۹ باقی میماند، اما گروه پژوهشگران به رهبری چی لای از دانشگاه آکادمی علوم چین معتقدند شواهد موجود بهقدری قوی نیست که سناریوی کرمچالهای را بهطور کامل نادیده بگیرد.
اگر واقعاً این احتمال وجود داشته باشد، رویداد ادغام سیاهچالهای GW190521 و امواج گرانشی مشابه آن نهتنها میتوانند وجود این ساختارهای عجیب و فرضی را تأیید کنند، بلکه میتوانند ابزاری جدید برای کاوش ویژگیهای فیزیکی آنها فراهم آورند. البته، این یک «اگر» بسیار بزرگ است.
امواج گرانشی قابل شناسایی امروزی، نوساناتی در بافت فضا-زمان هستند که ناشی از برخورد اجسام عظیم و چگال مانند سیاهچالهها و ستارههای نوترونی هستند. اما تنها برخورد نهایی نیست که این امواج را تولید میکند؛ زمانی که دو سیاهچاله در مداری دوتایی به هم نزدیک میشوند، میدانهای گرانشی آنها نیز امواجی را تولید میکنند که ابتدا ضعیف بوده و با نزدیکتر شدن تقویت میشوند و در نهایت به اوجی صوتی میرسند.
رویداد GW190521 بدون وجود آن بخش ابتدایی است و با توجه به جرم تخمینی ادغام (۱۴۲ برابر جرم خورشید)، باید بهطور آشکار قابل شناسایی میبود. این نکته پژوهشگران را به این نتیجه رساند که سیاهچالهها قبل از ادغام در مدار دوتایی قرار نداشتند، بلکه بهطور تصادفی در دام گرانش یکدیگر افتاده و ناگهان به ادغام رسیدند.
بیشتر بخوانید
لای و همکارانش احتمال دیگری را نیز مدنظر قرار دادند: آیا ممکن است جرمی که از ادغام دو سیاهچاله بهوجود آمده، خود یک کرمچاله بوده باشد که بعداً فروپاشید و سیاهچاله نهایی را بهوجود آورد؟ در این حالت، تنها یک انفجار کوتاه امواج گرانشی به دست میآوریم که شواهد آن در دادهها مشهود است.
این تیم پژوهشی مدلی از شکل موج گرانشی بر پایه چنین سناریویی طراحی کرده و آن را با دادههای حاصل از لایگو و ویرگو مقایسه کرد. همچنین مدل ادغام مرسوم سیاهچالهها نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه این بود که مدل سیاهچالههای دوتایی کمی بهتر با دادهها تطابق داشت، اما این تفاوت تنها در حدی جزیی بود. به گفته پژوهشگران، هنوز فضای کافی برای تردید وجود دارد و این به معنای آن است که احتمال وجود سناریوی کرمچالهای کاملاً نادیده گرفته نشده است. در این صورت، رویداد GW190521 ممکن است اولین موردی باشد که بشر موفق به مشاهده جهانی خارج از مرزهای دنیای خود شده است.
البته این فرض به معنای آن نیست که باید بلافاصله اعلام کنیم که کرمچالهها واقعاً وجود دارند؛ زیرا برای تأیید این توضیح به فیزیک بسیار عجیب و ناشناختهای نیاز است. با این حال، این مسئله نشان میدهد که ادامه تحقیقات در این زمینه میتواند بسیار سودمند باشد.
بزرگترین ادغام سیاهچالهها تا به امروز، GW231123 است که جرمی برابر با ۲۲۵ برابر جرم خورشید تولید نمود و این مورد نیز، همچون GW190521، بسیار کوتاه بود. پژوهشگران معتقدند که مقایسه این رویدادها با موارد مشابه در آینده میتواند راهی برای آزمایش فرضیات و شناسایی محتملترین سناریوها باشد.
این مطالعه در پایگاه داده آرکایو منتشر شده است.
