آیا امواج گرانشی به علت ادغام دو سیاه‌چاله نبوده‌ است؟!

 

اوایل امسال بود که خبر آشکارسازی امواج گرانشی موجی از شگفتی و خوشحالی را در دنیای فیزیک به راه انداخت. حالا اما گروهی از محققان اعتقاد دارند که شاید امواج گرانشی ثبت شده مربوط به ادغام دو سیاه‌چاله نباشد.

به گزارش خبر آنلاین؛ به باور اخترشناسان، این سیگنال از پیوند و یکی شدن دو سیاه‌چاله سرچشمه گرفته بود، ولی اکنون گروهی از دانشمندان می‌گویند سرچشمه ی این امواج می‌توانسته چیزی باشد که از سیاه‌چاله هم شگفت‌انگیزتر است: یک گرَوَستار (gravastar)! جرمی تقریباً به فشردگی سیاه‌چاله ولی بدون افق رویداد، که تقریباً به همان شیوه سیاه‌چاله نوسان می‌کند.

هیچکس در نخستین آشکارسازی امواج گرانشی شکی ندارد. دانشمندان رصدخانه تداخل سنج لیزری امواج گرانشی (لیگو، LIGO) در ماه فوریه اعلام کردند که امواج گرانشی، همان چین و شکن‌هایی در فضا-زمان که در نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین پیش‌بینی شده بود را دریافت و آشکار کرده‌اند.

پائولو پانی از دانشگاه ساپینزا در رم ایتالیا می‌گوید: ما نمی‌خواهیم بگوییم لیگو اشتباه کرده است. ولی سیگنال دریافتی شاید در اثر یکی شدن (ادغام) دو سیاه‌چاله پدید نیامده بوده باشد.

دلیل آن‌ها اینست که سیگنال دریافتی لیگو در ۳ گام دریافت شد:

نخست فروپیچه یا inspiral– تغییر بسامد امواج گرانشی نشان می‌داد که دو جرم دارند با چرخش مارپیچی به گرد یکدیگر، به هم نزدیک و نزدیک تر می‌شوند.

دوم، ادغام یا merger– افزایشی ناگهانی در شدت و بسامد امواج روی داد که نشانگر ادغام دو جرم بود.

و سوم، «لرزش واپسین» یا ringdown– یک اُفت و خاموشی که در اثر آرام گرفتن سیاه‌چاله پیوندی و ناپدید شدن امواج گرانشی آن‌ها روی داد. این گام آخر به‌طور ویژه می‌تواند نشانگر پیدایش یک افق رویداد تازه باشد، منطقه‌ای از فضا که حتی نور هم با گذر از آن دیگر نمی‌تواند از چنگ سیاه‌چاله بگریزد.

پانی می‌گوید: «دیدگاه رایج این است که دیده شدن این لرزش واپسین نشانه این افق است، زیرا تنها سیاه‌چاله‌ها دقیقاً به همین شیوه نوسان می‌کنند. ولی او و گروهش احتمال‌های دیگری را هم پیش کشیده‌اند.

یکی از احتمال‌های پیشنهاد شده به جای سیاه‌چاله، جرمی به نام گرَوَستار است، یک گوی چگال از ماده که کُره‌ای از انرژی تاریک آن را متورم نگه‌داشته است. چنین جرمی تاکنون هرگز دیده نشده، ولی همه شواهدی که برای سیاه‌چاله‌ها داریم می‌توانند نشانگر وجود آن هم باشند. تفاوت اصلی آن‌ها در این است که گروستار‌ها افق رویداد ندارند. در عوض، فوتون‌ها می‌توانند در یک مدار دایره‌ای پیرامون گروستار‌ها به دام بیقتند؛ این مدار به نام «حلقه نور» (light ring) شناخته می‌شود.

پانی می‌گوید: اگر جرمی تقریباً به اندازه یک سیاه‌چاله چگال باشد، حتی اگر یک افق رویداد هم نداشته باشد باز هم تقریباً به همان شیوه سیاه‌چاله نوسان می‌کند. تنها تفاوت در واپسین لحظه رویداد [ادغام] و زمانی است که سیگنال دیگر کوچک شده و آشکارسازی‌اش دشوار است، از همین رو احتمال دارد لیگو این تفاوت را متوجه نشده باشد.

بی.اس. ساتیاپراکاش از دانشگاه کاردیف بریتانیا و یکی از اعضای لیگو می‌گوید: سیگنالی که ما دریافت کردیم هم با پیدایش یک سیاه‌چاله و هم با پیدایش یک جرم بی‌افق سازگار بود. ولی به گفته او، اگر ما بتوانیم پیوند سیاه‌چاله‌های بزرگ‌تر و یا نزدیک‌تر به زمین را هم آشکار کنیم، ماجرا روشن خواهد شد: در آن زمان است که می‌توانیم به گونه قطعی بگوییم آیا سیگنالِ واپسین لحظه با ادغام سیاه‌چاله همخوانی دارد یا اجرام شگرف دیگر.

 

به گفته پانی، به احتمال بسیار در پایان همان نظریه سیاه‌چاله برنده خواهد شد، ولی ارزش بررسی دوباره را دارد.