2017 में वापस, एक गुरुत्वाकर्षण तरंग पृथ्वी की घंटी की स्पष्ट स्वर की तरह बजती है। इसने ग्रह पर हर व्यक्ति, चींटी और वैज्ञानिक उपकरण को फैलाया और निचोड़ा, क्योंकि यह हमारे अंतरिक्ष क्षेत्र से गुजरा था। अब, शोधकर्ताओं ने वापस जाकर उस लहर का अध्ययन किया है, और इसमें छिपे हुए डेटा - डेटा जो एक दशक पुराने खगोल भौतिकी विचार की पुष्टि करने में मदद करते हैं।
वह 2017 की लहर एक बड़ी बात थी: पहली बार, खगोलविदों के पास एक उपकरण था जो इसे पता लगा सकता था और इसे रिकॉर्ड कर सकता था, जैसा कि यह पारित हुआ, जिसे लेजर इंटरफेरोमीटर गुरुत्वाकर्षण-वेव वेधशाला (LIGO) के रूप में जाना जाता है। पहली लहर का परिणाम था, उन्होंने पाया कि दो ब्लैक होल अंतरिक्ष में एक साथ दूर तक दुर्घटनाग्रस्त हो गए। और अब, खगोल भौतिकीविदों की एक टीम ने रिकॉर्डिंग पर एक और नज़र डाली है और पाया कि कुछ अन्य लोगों ने सोचा कि उन्हें उजागर करने में दशकों लगेंगे: "नो-हेयर प्रमेय" की सटीक पुष्टि। ब्लैक होल थ्योरी का यह आवश्यक पहलू कम से कम 1970 के दशक का है - एक प्रमेय जिसे स्टीफन हॉकिंग ने प्रसिद्ध रूप से संदेह किया था।
जब भौतिकविदों का कहना है कि ब्लैक होल में "बाल" नहीं होते हैं, तो मैक्सिमिलियानो इसी ने कहा कि एमआईटी के भौतिक विज्ञानी और कागज के प्रमुख लेखक हैं, उनका मतलब है कि खगोल संबंधी वस्तुएं बहुत सरल हैं। ब्लैक होल केवल तीन तरीकों से एक दूसरे से भिन्न होते हैं: स्पिन, द्रव्यमान और विद्युत आवेश की दर। और वास्तविक दुनिया में, ब्लैक होल शायद विद्युत आवेश में बहुत भिन्न नहीं होते हैं, इसलिए वे वास्तव में केवल द्रव्यमान और स्पिन के रूप में भिन्न होते हैं। भौतिक विज्ञानी इन गंजे वस्तुओं को "केर ब्लैक होल" कहते हैं।
इस निर्बाधता ने ब्रह्मांड के हर दूसरे ऑब्जेक्ट के बारे में ब्लैक होल को बहुत अलग बना दिया, इशी ने लाइव साइंस को बताया। जब एक वास्तविक घंटी बजती है, उदाहरण के लिए, यह ध्वनि तरंगों और कुछ अवांछनीय, अविश्वसनीय रूप से बेहोश गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उत्सर्जन करता है। लेकिन यह बहुत अधिक जटिल वस्तु है। एक घंटी एक सामग्री से बना है, उदाहरण के लिए (कांस्य शायद, या कच्चा लोहा), जबकि नो-बाल मॉडल के अनुसार, ब्लैक होल सभी समान विलक्षणताएं हैं। प्रत्येक घंटी का आकार भी कुछ अनोखा होता है, जबकि ब्लैक होल सभी अनंत होते हैं, गोलाकार घटना क्षितिज से घिरे अंतरिक्ष में आयामहीन बिंदु होते हैं। घंटी की उन सभी विशेषताओं को ध्वनि में पता लगाया जा सकता है जो घंटी बनाती है - कम से कम यदि आप घंटी और ध्वनि तरंगों के बारे में कुछ जानते हैं। यदि आप किसी तरह घंटी की गुरुत्वाकर्षण तरंगों को समझ सकते हैं, तो आप घंटी की संरचना और आकार में उन अंतरों का भी पता लगा लेंगे, ऐसा इस्सल ने कहा।
"इस पूरे व्यवसाय का रहस्य यह है कि तरंग - इस खींच और निचोड़ने का पैटर्न - स्रोत पर जानकारी को एन्कोड करता है, जिस चीज ने इस गुरुत्वाकर्षण लहर को बनाया," उन्होंने लाइव साइंस को बताया।
और 2017 की लहर का अध्ययन करने वाले खगोलविदों ने ब्लैक होल की टक्कर के बारे में बहुत कुछ सीखा, जिसने इसे पैदा किया।
लेकिन रिकॉर्डिंग बेहोश थी, और बहुत विस्तृत नहीं थी। LIGO, दुनिया का सबसे अच्छा गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर, वाशिंगटन राज्य में एल-पैटर्न के अलावा 2.5 मील (4 किलोमीटर) व्यवस्थित दर्पण के बीच की दूरी को मापने के लिए एक लेजर का उपयोग करता है। (कन्या, एक समान डिटेक्टर, इटली में भी तरंग को उठाया।) जैसे ही LIGO पर लहर उठी, इसने अंतरिक्ष-समय को अपने आप में बदल दिया और कभी-कभी उस दूरी को थोड़ा बदल दिया। ईटीआई ने कहा कि डिटेक्टरों को रिकॉर्ड करने के लिए उस गंभीर लहर का ब्योरा पर्याप्त नहीं था।
"लेकिन ऐसा लगता है कि हम बहुत दूर से सुन रहे हैं," इशी ने कहा।
उस समय, उस लहर ने बहुत सारी जानकारी पेश की। ब्लैक होल ने अपेक्षा के अनुरूप व्यवहार किया। कोई स्पष्ट सबूत नहीं था कि इसमें एक घटना क्षितिज (वह क्षेत्र जिसके आगे कोई प्रकाश नहीं बच सकता) का अभाव था और यह नाटकीय रूप से नो-हेयर प्रमेय से विचलित नहीं हुआ, इशी ने कहा।
लेकिन शोधकर्ताओं ने उन बिंदुओं में से बहुत कुछ निश्चित नहीं किया, विशेष रूप से नो-हेयर प्रमेय। अध्ययन के लिए तरंग का सबसे सरल हिस्सा, इशी ने कहा, दो ब्लैक होल एक बड़े ब्लैक होल में विलय होने के बाद आए। यह थोड़ी देर के लिए बजता रहा, एक बहुत बुरी तरह से टकराया घंटी, गुरुत्वाकर्षण तरंगों के रूप में अपनी अतिरिक्त ऊर्जा को अंतरिक्ष में भेज रहा है - जिसे एस्ट्रोफिजिसिस्ट "रेंडडाउन" प्रक्रिया कहते हैं।
उस समय, LIGO डेटा को देखने वाले शोधकर्ताओं ने रिगैंडाउन में सिर्फ एक तरंग देखा। शोधकर्ताओं ने सोचा कि किसी भी शांत ओवरटोन को लेने के लिए संवेदनशील उपकरणों को विकसित करने में दशकों लग जाएंगे। लेकिन इस्ति के सहयोगियों में से एक, कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के भौतिक विज्ञानी, मैट गिस्लर ने यह पता लगाया कि टक्कर के ठीक बाद एक संक्षिप्त अवधि थी, जहां यह सघनता इतनी तीव्र थी कि LIGO ने सामान्य से अधिक विस्तार दर्ज किया। और उन क्षणों में लहर काफी तेज थी कि LIGO ने एक ओवरटोन को उठाया - एक अलग आवृत्ति पर एक दूसरी लहर, बहुत बेहोश माध्यमिक नोटों की तरह जो एक टकराया हुआ घंटी की आवाज़ में किया जाता है।
संगीत वाद्ययंत्रों में, ओवरटोन अधिकांश सूचनाओं को ले जाते हैं जो वाद्ययंत्रों को उनकी विशिष्ट ध्वनियाँ देते हैं। उन्होंने कहा कि गुरुत्वाकर्षण लहर के ओवरटोन के बारे में भी यही सच है। इशी ने कहा कि इस नए खुला ओवरटोन ने रिंगिंग ब्लैक होल के आंकड़ों को स्पष्ट कर दिया।
यह दिखाया गया है, उन्होंने कहा, कि ब्लैक होल कम से कम एक केर ब्लैक होल के बहुत करीब था। नो-हेयर प्रमेय का उपयोग यह अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है कि ओवरटोन कैसा दिखेगा; इसी और उनकी टीम ने दिखाया कि ओवरटोन बहुत हद तक उस भविष्यवाणी से मेल खाता था। हालांकि, ओवरटोन की रिकॉर्डिंग बहुत स्पष्ट नहीं थी, इसलिए यह अभी भी संभव है कि स्वर कुछ अलग था- लगभग 10% - किस प्रमेय से भविष्यवाणी करेगा ...
उन्होंने कहा कि सटीकता के उस स्तर से परे जाने के लिए, आपको ब्लैक होल की टक्कर के तरंग से एक स्पष्ट ओवरट्रोन निकालने की आवश्यकता होगी, या LIGO की तुलना में अधिक संवेदनशील उपकरण बनाने की आवश्यकता होगी।
"भौतिकी करीब और करीब होने के बारे में है," इशी ने कहा। "लेकिन आप कभी निश्चित नहीं हो सकते।"
यह भी संभव है कि ओवरटोन से संकेत वास्तविक नहीं है, लेकिन डेटा के यादृच्छिक उतार-चढ़ाव के कारण केवल मौका होता है। उन्होंने ओवरटोन के अस्तित्व में "3.6 reported विश्वास" की सूचना दी। इसका मतलब है कि लगभग 1-में-6,300 मौका है कि ब्लैक होल से ओवरटोन एक सही संकेत नहीं है।
जैसा कि उपकरणों में सुधार होता है और अधिक गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाया जाता है, इन सभी नंबरों को अधिक आत्मविश्वास और सटीक होना चाहिए, इशी ने कहा। LIGO पहले से ही अपग्रेड के माध्यम से है जिसने ब्लैक होल के टकराव का पता लगाने को काफी नियमित बना दिया है। एक और उन्नयन, 2020 के मध्य के लिए योजना बनाई गई है, भौतिकी दुनिया के अनुसार अपनी संवेदनशीलता दस गुना बढ़नी चाहिए। एक बार अंतरिक्ष-आधारित लेजर इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना (LISA) को 2030 के दशक के मध्य में लॉन्च किया गया था, खगोलविदों को आज निश्चित असंभव की डिग्री के लिए ब्लैक होल की वायुहीनता की पुष्टि करने में सक्षम होना चाहिए।
हालाँकि, ईशी ने कहा, यह हमेशा संभव है कि ब्लैक होल पूरी तरह से गंजे न हों - उनके पास कुछ क्वांटम पीच फ़ज़ हो सकते हैं जो कि हमारे इंस्ट्रूमेंट्स को लेने के लिए सरल और बहुत कम हैं।
