به گزارش آناژورنال، نزدیک به ۱۰ سال پس از کشف نخستین امواج گرانشی، دانشمندان با شناسایی قدرتمندترین موج از این نوع توانستند قضیه مساحت سیاه‌چاله استیون هاوکینگ را با دقت بی‌سابقه‌ای تأیید کنند.
این کشف علمی نقطه عطفی در درک بشر از فیزیک سیاه‌چاله‌ها و نسبیت عام است.
قضیه هاوکینگ درباره سیاه‌چاله‌ها چه می‌گوید؟
استیون هاوکینگ در سال ۱۹۷۱ مطرح کرد که وقتی دو سیاه‌چاله ادغام می‌شوند، مساحت افق رویداد سیاه‌چاله حاصل نمی‌تواند کمتر از مجموع مساحت دو سیاه‌چاله اولیه باشد.
این اصل بازتابی از قانون دوم ترمودینامیک است که بیان می‌کند آنتروپی یا بی‌نظمی هرگز کاهش نمی‌یابد.
جزئیات کشف جدید چه بود؟
برخورد اخیر سیاه‌چاله‌ها که با کد GW250114 ثبت شد، موجی دو برابر قدرتمندتر از تمام امواج گرانشی شناسایی‌شده تاکنون ایجاد کرد.
این برخورد شباهت زیادی به رویداد تاریخی سال ۲۰۱۵ داشت که اولین کشف امواج گرانشی رقم خورد.
کدام رصدخانه‌ها این امواج را ثبت کردند؟
از میان رصدخانه‌های عضو همکاری LVK شامل لایگو (آمریکا)، ویرگو (ایتالیا)، کارگا (ژاپن) و GEO600 (آلمان)، تنها لایگو هنگام عبور این موج فعال بود.
به‌روزرسانی‌های اخیر لایگو حساسیت آن را سه برابر نسبت به سال ۲۰۱۵ افزایش داده و امکان ثبت دقیق جزئیات برخورد را فراهم کرده است.
سطح اطمینان آزمایش قضیه هاوکینگ چقدر بود؟
مطالعات سال ۲۰۲۱، قضیه هاوکینگ را با سطح اطمینان ۹۵ درصد تأیید کردند.
اما یافته جدید با بررسی دقیق هارمونیک‌های امواج گرانشی، اطمینان این نظریه را به ۹۹٫۹۹۹ درصد رسانده است.
این کشف چه ارتباطی با معادلات ریاضی دیگر دارد؟
داده‌های GW250114 همچنین معادلات روی کر، ریاضیدان نیوزیلندی دهه ۱۹۶۰، را تأیید کردند.
طبق این معادلات، سیاه‌چاله‌ها فقط با جرم و چرخش توصیف می‌شوند و در صورت برابر بودن این دو ویژگی، از نظر ریاضی یکسان هستند.
آینده پژوهش‌ها در زمینه امواج گرانشی چگونه خواهد بود؟
دانشمندان امیدوارند با به‌روزرسانی‌های بعدی رصدخانه‌ها تا سال ۲۰۲۸، برخوردهای مشابه بیشتری ثبت کنند.
این دستاوردها می‌توانند راه را برای پژوهش‌های گرانش کوانتومی و پیوند میان نسبیت عام و مکانیک کوانتوم هموار کنند.
سوالات متداول:
۱. قضیه هاوکینگ درباره سیاه‌چاله‌ها چیست؟
این قضیه می‌گوید مساحت افق رویداد سیاه‌چاله حاصل از ادغام، کمتر از مجموع دو سیاه‌چاله اولیه نمی‌شود.
۲. موج گرانشی GW250114 چه ویژگی خاصی داشت؟
این موج دو برابر قوی‌تر از هر موج گرانشی ثبت‌شده پیشین بود و امکان آزمایش دقیق قضیه هاوکینگ را فراهم کرد.
۳. چه رصدخانه‌هایی امواج گرانشی را شناسایی کردند؟
امواج توسط لایگو ثبت شد که نسبت به سال ۲۰۱۵ حساسیت سه‌برابری داشت.
۴. سطح اطمینان تأیید قضیه هاوکینگ چقدر است؟
پژوهش جدید این قضیه را با دقت ۹۹٫۹۹۹ درصد تأیید کرده است.
۵. اهمیت این کشف برای آینده فیزیک چیست؟
این دستاورد می‌تواند راه را برای بررسی گرانش کوانتومی و ادغام نسبیت عام با مکانیک کوانتوم باز کند.
