Jei į juodąją bedugnę krentančiam objektui laikas sustoja, kaip LIGO gali stebėti juodųjų bedugnių susidūrimus?

Visuomet maniau, kad remiantis bendrąja reliatyvumo teorija, tolimas kokio nors į juodąją bedugnę krentančio objekto stebėtojas matytų, kaip tas objektas lėtėja, praktiškai sustoja prie įvykių horizonto ir „išskysta“. Tad, kaip LIGO gali užfiksuoti milisekundes trunkantį dviejų juodųjų bedugnių susijungimą?

Kevin Hooper, Calgary, Alberta

Aptarkime GW150914, pirmąjį gravitacinėmis bangomis užfiksuotą juodųjų bedugnių susijungimą. Iš susiliejimo susiformavusi JB yra 60 kartų masyvesnė už Saulę, tad, jos skersmuo yra apie 200 kilometrų. Tai yra tipiškas Lazerinės interferometrijos gravitacinių bangų observatorijos (LIGO) fiksuojamų JB susiliejimo liekanų dydis.

O kuo skiriasi krentančio į JB pasiųstas šviesos impulsas nuo to susiliejimo sukeltų gravitacinių bangų? Optinių bangų ilgis — atstumas tarp dviejų šviesos bangos keterų — yra apie 1 000 nanometrų (plauko storis yra ~90 000 nm). Į juodąją bedugnę krentančio ir siunčiančio šviesos impulsą atveju, toji šviesa bus išspinduliuota kažkur šalia įvykių horizonto, kitaip negrįžties taško.

Tuo tarpu gravitacinių bangų kilmės vietos negalima priskirti konkrečiam erdvėlaikio apie JB taškui. Tai aiškiau, nagrinėjant mūsų pavyzdžio signalą. GW150914 sukurtų bangų ilgis yra 3 000 km, tai yra didesnis už ją sukūrusią sistemą!

Kitaip tariant, pagrindinis skirtumas tarp gravitacinių bangų ir šviesos impulsų yra tas, kad pirmosios yra spinduliuojamos, galima sakyti, viso dinamiško, vibruojančio, dvi juodąsias bedugnes supančio ervėlaikio. Jos neatitinka jokios konkrečios vietos, kaip kad juodosios bedugnės įvykių horizontas, kur gravitacija tokia stipri, kad net šviesa iš ten pasprukti negali.

Katerina Chatziioannou, Assistant Professor of Physics, California Institute of Technology
astronomy.com