Bashkimi i vrimave të zeza... (përktheu ismail ismaili)
Moderator 
BASHKIMI I VRIMAVE TË ZEZA: PARASHIKIMI I STEPHEN HAWKING SAPO ËSHTË KONFIRMUAR, PAS 50 VITESH
Laurie Henry
Një dekadë pas zbulimit të parë të valëve gravitacionale, një vëzhgim i ri spektakolar konfirmon parashikimet e Stephen Hawking dhe Albert Einstein. Ngjarja e GW250114, e regjistruar me qartësi të paparë, hedh dritë vendimtare mbi fizikën e vrimave të zeza dhe vetë natyrën e hapësirë-kohës.
Që nga viti 2015, detektorët e valëve gravitacionale LIGO, Virgo dhe KAGRA kanë marrë rregullisht jehona të largëta të përplasjeve të vrimave të zeza. Këto sinjale përdoren për të testuar vlefshmërinë e teorive themelore që përshkruajnë gravitetin dhe strukturën e hapësirë-kohës. Më 14 janar 2025, një ngjarje e jashtëzakonshme, e quajtur GW250114, u regjistrua me saktësi të pashembullt. Është bashkimi i dy vrimave të zeza yjore, karakteristikat e të cilave kanë bërë të mundur përballjen e drejtpërdrejtë me parashikimet e relativitetit të përgjithshëm nga Albert Einstein dhe ato të Stephen Hawking mbi evolucionin e vrimave të zeza.
I udhëhequr nga bashkëpunimi LIGO-Virgo-KAGRA, në bashkëpunim me universitetet e Birmingham, Columbia, Caltech dhe Institutin Max Planck për Fizikën Gravitacionale, studimi u botua në Physical Review Letters. Ai ofron një konfirmim të rrallë eksperimental të ligjit të zonës të formuluar nga Hawking në 1971, i cili nuk është vërtetuar kurrë me siguri deri më tani.
Bashkimi i vrimave të zeza i regjistruar me saktësi të paparë
Më 14 janar 2025, detektorët e bashkëpunimit ndërkombëtar LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) morën një sinjal me intensitet të jashtëzakonshëm. Kjo është GW250114, një ngjarje gravitacionale e shkaktuar nga bashkimi i dy vrimave të zeza yjore. Ky sinjal dallohet nga raporti sinjal-zhurmë prej 80, një nivel qartësie i arritur kurrë më parë. Kjo është katër herë më e lartë se ajo e GW150914, ngjarja e parë e zbuluar në vitin 2015.
Ky fitim në ndjeshmëri është rezultat i dhjetë viteve të optimizimit teknologjik. LIGO (në Shtetet e Bashkuara), Virgjëresha (në Itali) dhe KAGRA (në Japoni) tani funksionojnë si një rrjet global i koordinuar i aftë për të kapur shtrembërime të vogla të hapësirë-kohës. Sipas Patricia Schmidt (Universiteti i Birminghamit), në një njoftim për shtyp, ky hap cilësor hap "një epokë të astronomisë precize nga valët gravitacionale".
Vrimat e zeza që shkaktuan GW250114 peshonin përkatësisht 33 dhe 32 masa diellore. Përplasja e tyre prodhoi një vrimë të zezë përfundimtare prej rreth 62 masash diellore, një humbje mase e shndërruar në energji gravitacionale. Ky proces gjeneroi një sinjal me kohëzgjatje, formë dhe intensitet të mjaftueshëm për të lejuar matje të imta të parametrave fizikë të përfshirë. Studiuesit ishin kështu në gjendje të rindërtonin vetitë e sakta të tre objekteve.
Ligji i zonës së Stephen Hawking i konfirmuar nga numrat
Në vitin 1971, Stephen Hawking përcaktoi një nga ligjet themelore të fizikës së vrimave të zeza. Sipërfaqja e horizontit të një vrime të zezë nuk mund të zvogëlohet kurrë. I njohur si ligji i sipërfaqes ose teorema e dytë e mekanikës së vrimave të zeza, ky rregull është frymëzuar drejtpërdrejt nga ligji i dytë i termodinamikës. Ai supozon se horizonti i ngjarjeve – kufiri përtej të cilit asgjë nuk mund të shpëtojë – është një masë e entropisë së vrimës së zezë, dhe për këtë arsye e çrregullimit të saj mikroskopik.
Prandaj, konfirmimi eksperimental i këtij ligji, i cili ka mbetur prej kohësh i paarritshëm për shkak të mungesës së të dhënave mjaft të sakta, është marrë falë GW250114. Duke analizuar vetitë e dy vrimave të zeza origjinale dhe ato të vrimës së zezë përfundimtare veçmas, studiuesit matën zonat e tyre përkatëse me besueshmëri të paparë.
Vrimat e zeza fillestare kishin një sipërfaqe totale të kombinuar prej rreth 243,000 km², madhësia e Oregonit. Pas bashkimit, vrima e zezë përfundimtare ka një sipërfaqe të vlerësuar prej 400,000 km², afër madhësisë së Kalifornisë. Përfundimi është i qartë: sipërfaqja totale është rritur, në përputhje të përsosur me parashikimin e Hawking.
Sipas fizikanit Maximiliano Isi (Universiteti i Kolumbisë), cituar nga Live Science, ky verifikim është "prova më e fortë e marrë ndonjëherë për lidhjen midis gravitetit, entropisë dhe horizontit të ngjarjeve". Ky rezultat përforcon pikëpamjen se vrimat e zeza nuk janë thjesht singularitete abstrakte. Ato janë objekte reale termodinamike që përfshijnë ligjet themelore të fizikës, duke përfshirë ato të botës kuantike.
"Unaza" zbulon nënshkrimin e një vrime të zezë Kerr
Pas bashkimit, dy vrimat e zeza nuk prodhojnë menjëherë një objekt të qëndrueshëm. Vrima e zezë që rezulton hyn në një të ashtuquajtur fazë ringdown. Sipërfaqja e horizontit të ngjarjeve dridhet, duke lëshuar një sërë valësh karakteristike gravitacionale. Ky fenomen është i ngjashëm me tingullin e një zile që dridhet pasi goditet. Çdo dridhje korrespondon me një frekuencë specifike, të diktuar nga masa dhe rrotullimi i vrimës së zezë.
Këto frekuenca, të quajtura mënyra kuazi-normale, përbëjnë një "zë" të vërtetë të vrimës së zezë. Analiza e tyre bën të mundur testimin e teorisë së Roy Kerr, një matematikan nga Zelanda e Re. Në vitin 1963, ai gjeti një zgjidhje të saktë për ekuacionet e Ajnshtajnit për një vrimë të zezë rrotulluese. Metrika e Kerr parashikon se të gjitha vrimat e zeza mund të përshkruhen tërësisht nga dy parametra për një vrimë të zezë astrofizike të pangarkuar: masa e saj dhe rrotullimi i saj (shpejtësia e rrotullimit). Nëse kjo teori është e saktë, atëherë frekuencat e sinjalit të matur duhet të korrespondojnë saktësisht me ato që priten për një objekt me vetëm këto dy karakteristika.
Falë mprehtësisë së sinjalit GW250114, studiuesit ishin në gjendje të izolonin dy "tone" të dallueshme në fazën e dridhjeve. Kjo nuk ishte bërë kurrë më parë. "Ne kemi marrë prova të drejtpërdrejta të natyrës Kerr të vrimave të zeza," shpjegon Gregorio Carullo. Kjo do të thotë se vrima e zezë përfundimtare u soll saktësisht siç parashikonte teoria. Asnjë veti tjetër e fshehur, asnjë anomali. Ai nuk tregoi asnjë shenjë të strukturës komplekse të brendshme ose sjelljes së papritur. Këto matje nuk tregojnë asnjë devijim të zbulueshëm nga zgjidhja Kerr dhe imponojnë kufizime të rënda për shumë nga objektet alternative të propozuara.
Përktheu Ismail ismaili
