HVAD SKER DER, NåR SORTE HULLER KOLLIDERER?

Send

Tegnet på en virkelig stor videnskabelig teori er de resultater, den forudsiger, når du kører eksperimenter eller udfører observationer. Og en af de største teorier, der nogensinde er blevet foreslået, var relativitetsbegrebet, beskrevet af Albert Einstein i begyndelsen af det 20. århundrede.

Ud over at hjælpe os med at forstå, at lys er universets ultimative hastighedsgrænse, beskrev Einstein selve tyngdekraften som en fordrejning af rumtiden.

Han leverede mere end bare en flok detaljerede nye forklaringer til universet, han foreslog en række prøver, der kunne udføres for at finde ud af, om hans teorier var korrekte.

Én test forklarede for eksempel fuldstændigt, hvorfor Mercurys bane ikke stemte overens med Newtons forudsigelser. Andre forudsigelser kunne testes med dagens videnskabelige instrumenter, som måling af tidsudvidelse med hurtig bevægelige ure.

Da tyngdekraften faktisk er en forvrængning af rumtiden, forudsagde Einstein, at massive genstande, der bevæger sig gennem rumtiden, skulle generere krusninger, som bølger, der bevæger sig gennem havet.

Bare ved at gå rundt, efterlader du et kølvandet på tyngdekraftsbølger, der komprimerer og udvider rummet omkring dig. Disse bølger er imidlertid utroligt små. Kun de mest energiske begivenheder i hele universet kan producere bølger, vi kan registrere.

Det tog over 100 år for endelig at blive bevist sandt, den direkte detektion af tyngdekraftsbølger. I februar 2016 annoncerede fysikere med Laserinterferometer Gravitational Wave Observatory eller LIGO kollisionen mellem to massive sorte huller mere end en milliard lysår væk.

Enhver størrelse af sort hul kan kollidere. Almindelige gamle stjernemasse sorte huller eller supermassive sorte huller. Samme proces, lige i en helt anden skala.

Lad os starte med de stjernemasse sorte huller. Disse dannes selvfølgelig, når en stjerne med mange gange massen af vores sol dør i en supernova. Ligesom almindelige stjerner kan disse massive stjerner være i binære systemer.

Forestil dig en stjernetåge, hvor der dannes et par binære stjerner. Men i modsætning til Solen, er hver af disse monstre med mange gange solens masse, der lægger tusinder af gange så meget energi. De to stjerner kredser om hinanden i bare et par millioner år, og derefter detonerer det som en supernova. Nu har du en massiv stjerne, der kredser rundt om et sort hul. Og så eksploderer den anden stjerne, og nu har I to sorte huller, der kredser rundt om hinanden.

Når de sorte huller går rundt om hinanden, udstråler de tyngdekraftsbølger, der får deres bane til at henfalde. Dette er faktisk en slags bøjning. De sorte huller omdanner deres momentum til tyngdekraftsbølger.

Efterhånden som deres vinkelmomentum falder, spiraler de indad, indtil de faktisk kolliderer. Hvad der skulle være en af de mest energiske eksplosioner i det kendte univers er helt mørkt og tavs, fordi intet kan undslippe et sort hul. Ingen stråling, intet lys, ingen partikler, ingen skrig, intet. Og hvis du moser to sorte huller sammen, får du bare et mere massivt sort hul.

Tyngdekraften bølger ud fra denne øjeblikkelige kollision som bølger gennem havet, og det kan påvises over mere end en milliard lysår.

Dette er nøjagtigt, hvad der skete tidligere i år med meddelelsen fra LIGO. Dette følsomme instrument registrerede tyngdekraften, der blev genereret, da to sorte huller med 30 solmasser kolliderede omkring 1,3 milliarder lysår væk.

Dette var heller ikke en engangshændelse, de opdagede endnu en kollision med to andre sorte huller i stjernemassen.

Regelmæssige stjernemasse sorte huller er ikke de eneste, der kan kollidere. Supermassive sorte huller kan også kollidere.

Fra hvad vi kan fortælle, er der et supermassivt sort hul i hjertet af stort set hver galakse i universet. Den i Mælkevejen er mere end 4,1 millioner gange solens masse, og den i hjertet af Andromeda menes at være 110 til 230 millioner gange solens masse.

Om nogle få milliarder år vil Mælkevejen og Andromeda kollidere og begynde processen med at fusionere sammen. Medmindre Mælkevejens sorte hul bliver smidt ud i dybe rum, vil de to sorte huller ende med at kredse om hinanden.

Bare med de sorte stjernemasse sorte huller vil de udstråle vinkelmoment i form af tyngdekraftsbølger og spiral tættere og tættere sammen. Nogle punkter, i den fjerne fremtid, vil de to sorte huller smelte sammen til et endnu mere supermassivt sort hul.

Mælkevejen og Andromeda vil smelte sammen i Milkdromeda, og i de kommende milliarder af år vil de fortsætte med at samle nye galakser, udtrække deres sorte huller og mase dem ind i kollektivet.

Sorte huller kan absolut kollidere. Einstein forudsagde gravitationsbølger, dette ville generere, og nu har LIGO observeret dem for første gang. Når der udvikles bedre værktøjer, bør vi lære mere og mere om disse ekstreme begivenheder.