Η μακροχρόνια αμφιλεγόμενη θεωρία του Στίβεν Χόκινγκ για τις μαύρες τρύπες φαίνεται πλέον να επιβεβαιώνεται, καθώς οι επιστήμονες «ανέλαβαν» την παρακολούθηση δύο οριζόντων γεγονότων να συγχωνεύονται σε έναν ενιαίο.
Το γεγονός επιβεβαιώνει ότι οι μαύρες τρύπες μεγαλώνουν καθώς ενώνουν τις δυνάμεις τους, όπως είχε προβλέψει ο διάσημος φυσικός πριν από δεκαετίες.
Συγκεκριμένα, στις 14 Ιανουαρίου το Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων με Συμβολόμετρο Λέιζερ (LIGO) ανίχνευσε τη συγχώνευση δύο μαύρων τρυπών, δημιουργώντας μία μεγαλύτερη. Η παρατήρηση βασίστηκε στα βαρυτικά κύματα που απελευθερώθηκαν κατά τη διάρκεια του γεγονότος και δημοσιεύτηκε στις 10 Σεπτεμβρίου στο Physical Review Letters από ομάδα του Ινστιτούτου Max Planck.
Το LIGO ανιχνεύει κυματισμούς στον χωροχρόνο που παράγονται από ακραία κοσμικά φαινόμενα, όπως οι συγκρούσεις μαύρων τρυπών ή αστέρων νετρονίων. Από την πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων το 2015, η τεχνολογία των ανιχνευτών έχει βελτιωθεί σημαντικά, επιτρέποντας πλέον την παρατήρηση συγχωνεύσεων περίπου κάθε τρεις ημέρες, αντί για μία φορά το μήνα.
Κατά το γεγονός GW250114, οι δύο αρχικές μαύρες τρύπες είχαν συνολική επιφάνεια περίπου 243.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα — περίπου το μέγεθος της Πολιτείας Όρεγκον. Μετά τη συγχώνευση, η νέα μαύρη τρύπα είχε επιφάνεια περίπου 400.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα — μεγαλύτερη από το άθροισμα των δύο αρχικών. Αυτή η παρατήρηση επιβεβαιώνει τη θεωρία του Χόκινγκ, που αναφέρει ότι ο ορίζοντας γεγονότων μιας μαύρης τρύπας μπορεί μόνο να αυξάνεται και δεν μειώνεται ποτέ. Το θεώρημα αυτό, γνωστό ως ο δεύτερος νόμος της μηχανικής των μαύρων τρυπών, συνδέεται με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής και την αύξηση της εντροπίας.
Η μελέτη των βαρυτικών κυμάτων επέτρεψε στους επιστήμονες να εξακριβώσουν το μέγεθος και το σχήμα των μαύρων τρυπών με ακρίβεια, με βάση τις παραμορφώσεις στον χωροχρόνο. Η διαδικασία «ringdown» περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο η νεοσχηματισμένη μαύρη τρύπα ηρεμεί, παρομοιάζοντας τον ήχο ενός κουδουνιού. Μέσω αυτής, επιβεβαιώθηκε ότι η επιφάνεια της νέας μαύρης τρύπας ήταν μεγαλύτερη από τις δύο αρχικές.
Τα ευρήματα επαληθεύουν επίσης τη θεωρία Κερ για τις περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες, που προβλέπει ότι δύο μαύρες τρύπες με ίδιες μάζες και σπιν είναι μαθηματικά πανομοιότυπες. Το δίκτυο ανιχνευτών LIGO συνεργάζεται με τα Virgo στην Ευρώπη και KAGRA στην Ιαπωνία, και στο μέλλον θα ενισχυθεί με νέους ανιχνευτές, όπως το LIGO-India και το Cosmic Explorer στις ΗΠΑ, καθώς και το Τηλεσκόπιο Αϊνστάιν στην Ευρώπη, βελτιώνοντας την ακρίβεια των μετρήσεων και τη δυνατότητα εντοπισμού μελλοντικών συγχωνεύσεων μαύρων τρυπών.
Αυτή η παρατήρηση αποτελεί σημαντικό ορόσημο για την αστροφυσική, επιβεβαιώνοντας προβλέψεις δεκαετιών και επαναπροσδιορίζοντας την κατανόηση των μαύρων τρυπών ως θερμοδυναμικών αντικειμένων με εντροπία και κβαντικά χαρακτηριστικά.
