ادعای پژوهشگران: دو سیاه‌چاله در جهانی دیگر ادغام شدند؛ یک کرم‌چاله پژواکشان را به ما رساند

پژوهشگران چینی می‌گویند پژواک مرموز یک موج گرانشی در سال ۲۰۱۹ شاید ناشی از ادغام دو سیاه‌چاله در جهانی دیگر بوده باشد که از طریق کرم‌چاله به ما رسید.

در سال ۲۰۱۹، رصدخانه‌های لایگو و ویرگو پدیده‌ای واقعاً عجیب را ثبت کردند: یک رویداد موج گرانشی که کمتر از یک‌دهم ثانیه طول کشید.

برخلاف سیگنال طولانی و کشیده‌ی ناشی از ادغام معمول سیاه‌چاله‌ها در مدارهای در حال فروپاشی، آن رویداد بیشتر شبیه یک «صدای ناگهانی تیز» بود. بهترین توضیحی که در آن زمان ارائه شد این بود که دو سیاه‌چاله هنگام گذر تصادفی، در میدان گرانشی یکدیگر به‌دام افتادند و ادغام شدند. این رویداد با نام GW190521 شناخته شد.

اکنون گروهی از پژوهشگران چینی در مقاله‌ای تازه، گزینه‌ای بسیار عجیب‌تر را مطرح کرده‌اند: پژواک برخورد دو سیاه‌چاله در جهانی دیگر که از طریق یک کرم‌چاله‌ی در حال فروپاشی به جهان ما رسیده است. به‌طور مشخص، برخورد سیاه‌چاله‌ها در همین جهان ما همچنان توضیح برتر برای سیگنال ۲۰۱۹ به‌حساب می‌آید؛ اما تیم پژوهشگران به سرپرستی چی لای از دانشگاه آکادمی علوم چین می‌گوید شواهد موجود آن‌قدر قطعی نیست که سناریوی کرم‌چاله را کاملاً رد کند.

اگر واقعاً پای کرم‌چاله در میان باشد، رویداد برخورد سیاه‌چاله‌ای GW190521 و امواج گرانشی مشابه آن نه‌تنها وجود این ساختارهای عجیب و فرضی را تأیید می‌کنند، بلکه ابزار تازه‌ای برای بررسی ویژگی‌های فیزیکی‌شان به دست می‌دهند. البته این یک «اگر» بسیار بزرگ است.

امواج گرانشی آشکارشدنی امروزی، چین‌وچروک‌هایی در بافت فضا-زمان هستند که از برخورد اجرام عظیم و چگال مانند سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی پدید می‌آیند. اما فقط برخورد نهایی نیست که این امواج را ایجاد می‌کند؛ وقتی دو سیاه‌چاله در مداری دوتایی به هم نزدیک می‌شوند، میدان‌های گرانشی‌شان نیز موج‌هایی تولید می‌کند که ابتدا ضعیف است و سپس با نزدیک‌تر شدنشان تقویت می‌شود و در نهایت آوازی رو به اوج شکل می‌گیرد.

رویداد GW190521 چنین بخش ابتدایی‌ای نداشت و با توجه به جرم تخمینی ادغام (۱۴۲ برابر جرم خورشید) باید آشکارشدنی می‌بود. همین امر موجب شد پژوهشگران نتیجه بگیرند که سیاه‌چاله‌ها از قبل در مدار دوتایی قفل نشده بودند، بلکه هنگام گذر به دام گرانش یکدیگر افتادند و ناگهان ادغام شدند.

لای و همکارانش به احتمال دیگری فکر کردند: چه می‌شود اگر جرمی که از ادغام دو سیاه‌چاله شکل گرفت، یک کرم‌چاله بوده باشد که بعداً فروپاشید و سیاه‌چاله‌ی نهایی را ساخت؟ در این صورت، تنها یک انفجار کوتاه امواج گرانشی دریافت می‌کنیم، همان‌طور که در داده‌ها دیده شد.

تیم پژوهشی مدلی از شکل موج گرانشی چنین سناریویی ساخت و آن را با داده‌های لایگو و ویرگو مقایسه کرد. سپس مدل ادغام استاندارد سیاه‌چاله‌ها نیز مورد مقایسه قرار گرفت. نتیجه این بود که مدل سیاه‌چاله‌های دوتایی کمی بهتر با داده‌ها جور درمی‌آمد، اما فقط کمی. به گفته‌ی پژوهشگران، هنوز فضای کافی برای شک وجود دارد و این یعنی احتمال وجود سناریوی کرم‌چاله کاملاً کنار نرفته است. در این صورت، رویداد GW190521 شاید اولین باری باشد که بشر تصویری از جهانی دیگر، فراتر از مرزهای جهان خودش، دیده است.

البته این فرض بدین معنا نیست که باید فوراً اعلام کنیم کرم‌چاله‌ها واقعاً وجود دارند؛ زیرا این توضیح نیازمند فیزیکی بسیار عجیب و ناشناخته است. اما معنایش این است که بررسی بیشتر در این مسیر می‌تواند ارزشمند باشد.

بزرگ‌ترین ادغام سیاه‌چاله‌ها تا امروز، GW231123 است که جرمی با ۲۲۵ برابر جرم خورشید پدید آورد و آن هم مانند GW190521، بسیار کوتاه بود. پژوهشگران می‌گویند مقایسه‌ی این رویدادها با موارد مشابه آینده می‌تواند راهی برای آزمودن فرضیه‌ها و تعیین محتمل‌ترین سناریو باشد.

مطالعه در پایگاه داده آرکایو منتشر شده است.

منبع: زومیت