นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบรูปแบบโทนในเสียงเรียกเข้าของหลุมดำแรกเกิดเป็นครั้งแรก พิสูจน์ให้เห็นว่าไอน์สไตน์ถูกต้องอีกครั้ง

นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบรูปแบบโทนในเสียงเรียกเข้าของหลุมดำแรกเกิดเป็นครั้งแรก พิสูจน์ให้เห็นว่าไอน์สไตน์ถูกต้องอีกครั้ง

การค้นพบของทีมในวันนี้สนับสนุนแนวคิดที่ว่าที่จริงแล้วหลุมดำไม่มีขน นักวิจัยสามารถระบุรูปแบบของเสียงกริ่งของหลุมดำ และใช้สมการของไอน์สไตน์ คำนวณมวลและสปินที่หลุมดำควรมี การคำนวณเหล่านี้ตรงกับการวัดมวลและสปินของหลุมดำที่เคยทำโดยผู้อื่นหากการคำนวณของทีมเบี่ยงเบนไปจากการวัดอย่างมีนัยสำคัญ ก็อาจแนะนำว่าการดังของหลุมดำเข้ารหัสคุณสมบัติอื่นที่ไม่ใช่มวล การหมุน และ

ประจุไฟฟ้าซึ่งเป็นหลักฐานยั่วเย้าทางฟิสิกส์

ที่เกินกว่าที่ทฤษฎีของไอน์สไตน์สามารถอธิบายได้ แต่ปรากฏว่ารูปแบบเสียงเรียกของหลุมดำเป็นสัญลักษณ์โดยตรงของมวลและการหมุนของมัน ซึ่งสนับสนุนแนวคิดที่ว่าหลุมดำเป็นยักษ์หัวโล้น ขาดคุณสมบัติที่เหมือนขนภายนอกใดๆ

“เราทุกคนคาดหวังว่าสัมพัทธภาพทั่วไปจะถูกต้อง 

แต่นี่เป็นครั้งแรกที่เราได้ยืนยันด้วยวิธีนี้” ผู้เขียนนำการศึกษา Maximiliano Isi จาก NASA Einstein Fellow ในสถาบัน Kavli Institute for Astrophysics and Space Research ของ MIT กล่าว “นี่เป็นการวัดผลการทดลองครั้งแรกที่ประสบความสำเร็จในการทดสอบทฤษฎีบทที่ไม่มีผมโดยตรง ไม่ได้หมายความว่าหลุมดำไม่มีขน มันหมายถึงภาพของหลุมดำที่ไม่มีขนอยู่ได้อีกวัน”

ชม : แขนกลหุ่นยนต์ตั้งชื่อตามลุค สกายวอล์คเกอร์ ให้ผู้พิการทางสมองได้สัมผัสและรู้สึกได้อีกครั้ง — ‘แทบน้ำตาจะไหล’

เมื่อวันที่ 14 กันยายน 2015 นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงเป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นระลอกคลื่นเล็ก ๆ ในกาลอวกาศ ซึ่งเกิดขึ้นจากปรากฏการณ์จักรวาลอันรุนแรงที่อยู่ห่างไกลออกไป การตรวจจับชื่อ GW150914 นั้นทำโดย LIGO ซึ่งเป็นหอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงด้วยเลเซอร์อินเตอร์เฟอโร

มิเตอร์ เมื่อนักวิทยาศาสตร์ขจัดเสียงรบกวน

และขยายสัญญาณเข้าไป พวกเขาสังเกตเห็นรูปคลื่นที่ค่อยๆ เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วก่อนที่จะจางหายไป เมื่อพวกเขาแปลสัญญาณเป็นเสียง พวกเขาได้ยินบางอย่างที่คล้ายกับ “เจี๊ยบ”นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าคลื่นความโน้มถ่วงเกิดขึ้นจากการที่หลุมดำขนาดใหญ่สองแห่งสร้างแรงบันดาลใจอย่างรวดเร็ว จุดสูงสุดของสัญญาณ ซึ่งเป็นส่วนที่ดังที่สุดของเสียงร้องเจี๊ยก ๆ เชื่อมโยงกับช่วงเวลาที่หลุมดำชนกัน รวมเป็น

หลุมดำใหม่เพียงแห่งเดียว 

ในขณะที่หลุมดำในทารกนี้ปล่อยคลื่นความโน้มถ่วงของมันออกมา นักฟิสิกส์สันนิษฐานว่าเสียงที่ดังก้องกังวานเกินกว่าจะถอดรหัสได้ท่ามกลางเสียงโห่ร้องของการชนครั้งแรก ดังนั้น ร่องรอยของเสียงกริ่งนี้จึงถูกระบุได้เพียงช่วงระยะเวลาหนึ่งหลังจากจุดสูงสุด ซึ่งสัญญาณนั้นจางเกินกว่าจะศึกษารายละเอียดได้อย่างไรก็ตาม Isi และเพื่อนร่วมงานของเขาพบวิธีที่จะดึงเสียงก้องของหลุมดำออกจากช่วงเวลาทันที

หลังจากจุดสูงสุดของสัญญาณ 

ในงานก่อนหน้านี้ที่นำโดย Matthew Giesler ผู้เขียนร่วมของ Isi จาก Caltech ทีมงานได้แสดงให้เห็นผ่านการจำลองว่าสัญญาณดังกล่าว และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่อยู่หลังจุดสูงสุด มี “เสียงหวือหวา” ซึ่งเป็นกลุ่มของเสียงที่ดังและมีอายุสั้น เมื่อพวกเขาวิเคราะห์สัญญาณอีกครั้ง โดยคำนึงถึงความหวือหวา นักวิจัยพบว่าพวกเขาสามารถแยกรูปแบบเสียงเรียกเข้าที่เป็นแบบเฉพาะของหลุมดำที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่ได้สำเร็จเพิ่มเติม : ตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศใช้พลังงาน 20% ของโลก คริสตัลพลาสติกราคาถูกอาจเป็นคำตอบ

ในรายงานฉบับใหม่ของทีม 

นักวิจัยได้ใช้เทคนิคนี้กับข้อมูลจริงจากการตรวจจับ GW150914 โดยเน้นที่สัญญาณสองสามมิลลิวินาทีสุดท้ายทันทีหลังจากจุดสูงสุดของเสียงร้องเจี๊ยก ๆ เมื่อพิจารณาถึงเสียงหวือหวาของสัญญาณแล้ว พวกเขาก็สามารถมองเห็นเสียงกริ่งที่มาจากหลุมดำแรกเกิดในทารกได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาระบุโทนเสียงที่แตกต่างกันสองแบบ โดยแต่ละโทนมีระดับเสียงและอัตราการสลายที่สามารถวัดได้

ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ