HVA SKJER NåR SVARTE HULL KOLLIDERER?

Send

Tegnet på en virkelig flott vitenskapelig teori er av resultatene den spår når du kjører eksperimenter eller utfører observasjoner. Og en av de største teoriene som noen gang er foreslått, var relativitetsbegrepet, beskrevet av Albert Einstein på begynnelsen av 1900-tallet.

I tillegg til å hjelpe oss å forstå at lys er universets endelige fartsgrense, beskrev Einstein selve tyngdekraften som en fordreining av romtiden.

Han ga mer enn bare en haug med detaljerte nye forklaringer til universet, han foreslo en serie tester som kunne gjøres for å finne ut om teoriene hans var riktige.

Én test forklarte for eksempel fullstendig hvorfor Mercurius bane ikke stemte overens med spådommene fra Newton. Andre spådommer kan testes med dagens vitenskapelige instrumenter, som å måle tidsutvidelse med raske klokker.

Siden tyngdekraften faktisk er en forvrengning av romtiden, spådde Einstein at massive gjenstander som beveger seg gjennom romtiden skulle generere krusninger, som bølger som beveger seg gjennom havet.

Bare ved å gå rundt lar du et kjølvann av gravitasjonsbølger som komprimerer og utvider rommet rundt deg. Imidlertid er disse bølgene utrolig små. Bare de mest energiske hendelsene i hele universet kan produsere bølger vi kan oppdage.

Det tok over 100 år å endelig bli bevist sann, direkte påvisning av gravitasjonsbølger. I februar 2016 kunngjorde fysikere med Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory, eller LIGO kollisjonen av to massive sorte hull som er mer enn en milliard lysår unna.

Enhver størrelse på svart hull kan kollidere. Vanlige gamle stjernemasse sorte hull eller supermassive sorte hull. Samme prosess, bare i en helt annen skala.

La oss begynne med de stjernemasse sorte hullene. Disse dannes selvfølgelig når en stjerne med mange ganger massen av vår sol dør i en supernova. Akkurat som vanlige stjerner kan disse massive stjernene være i binære systemer.

Se for deg en stjernetåke der det dannes et par binære stjerner. Men i motsetning til Solen, er hver av disse monstre med mange ganger solens masse, og legger ut tusenvis av ganger så mye energi. De to stjernene vil gå i bane rundt hverandre i bare noen få millioner år, og så vil en detonere som en supernova. Nå har du en massiv stjerne som går i bane rundt et svart hull. Og så eksploderer den andre stjernen, og nå har du to sorte hull som kretser rundt hverandre.

Når de svarte hullene zip rundt hverandre, utstråler de gravitasjonsbølger som får bane deres til å forfall. Dette er en form for tankebøyning, faktisk. De svarte hullene konverterer momentumet sitt til gravitasjonsbølger.

Når deres vinkelmoment avtar, spiral de innover til de faktisk kolliderer. Det som skal være en av de mest energiske eksplosjonene i det kjente universet er helt mørkt og stille, fordi ingenting kan unnslippe et svart hull. Ingen stråling, ingen lys, ingen partikler, ingen skrik, ingenting. Og hvis du moser to sorte hull sammen, får du bare et mer massivt svart hull.

Tyngdekraften bølger ut fra denne viktige kollisjonen som bølger gjennom havet, og det er påvisbar over mer enn en milliard lysår.

Dette er nøyaktig hva som skjedde tidligere i år med kunngjøringen fra LIGO. Dette følsomme instrumentet oppdaget gravitasjonsbølgene som ble generert da to sorte hull med 30 solmasser kolliderte rundt 1,3 milliarder lysår unna.

Dette var ikke en engangshendelse heller, de oppdaget nok en kollisjon med to andre svarte hull i stjernemassen.

Vanlige stjernemasse sorte hull er ikke de eneste som kan kollidere. Supermassive sorte hull kan kollidere også.

Fra hva vi kan fortelle, er det et supermassivt svart hull i hjertet av stort sett hver galakse i universet. Den i Melkeveien er mer enn 4,1 millioner ganger solens masse, og den som ligger i hjertet av Andromeda, antas å være 110 til 230 millioner ganger solens masse.

Om noen få milliarder år vil Melkeveien og Andromeda kollidere, og begynne prosessen med å slå seg sammen. Med mindre Melkeveiens svarte hull blir sparket ut i dype rom, kommer de to sorte hullene til å ende opp med å kretse om hverandre.

Bare med de svarte hullene i massen, kommer de til å utstråle vinkelmomentet i form av gravitasjonsbølger og spiral tettere og nærmere hverandre. Noen poeng, i den fjerne fremtiden, vil de to sorte hullene slå seg sammen til et enda mer supermassivt svart hull.

Melkeveien og Andromeda vil smelte sammen til Milkdromeda, og i fremtiden vil milliarder av år fortsette å samle nye galakser, trekke ut de sorte hullene og mase dem inn i kollektivet.

Svarte hull kan absolutt kollidere. Einstein spådde gravitasjonsbølgene dette ville generere, og nå har LIGO observert dem for første gang. Etter hvert som bedre verktøy utvikles, bør vi lære mer og mer om disse ekstreme hendelsene.