כאשר אתה מכה בפעמון עם פטיש, הוא מצלצל במשך זמן מה לאחר מכן, כשהמתכת הרוטטת ממשיכה להדהד. וכפי שמתברר, כשאתה מכה אעם חור שחור אחר, משהו דומה מתרחש - רק במקום גלי קול, החור השחור החדש שנוצר שולחמתפתל ברחבי היקום.
גלי הכבידה האלה הם כמו אקורד, צלצול של תווים. מקודד באלה, לפי התיאוריה של איינשטיין של, צריך להיות מידע על המסה והספין של החור השחור.
כעת, במבחן חדש לגמרי של תורת היחסות, צוות של אסטרונומים גילה כיצד להקניט תווים בודדים באקורד - או ליתר דיוק, תדרים בגלי הכבידה - ולראשונה, זיהה שניים מהם - משהו זה נחשב בלתי אפשרי עם הטכנולוגיה הנוכחית שלנו.
אולי לא תופתעו לגלות שלפי תורת היחסות הכללית, הם הצליחו למדוד את המסה והספין של החור השחור.
והם גם הצליחו להסיק שאלו היו המאפיינים היחידים שניתן לזהות של החור השחור - התומכים במשפט ללא שיערזה קובע שגם לפי תורת היחסות הכללית,יכול להיות מאופיין רק על ידי מסה וספין (כל שאר המאפיינים הם ה"שיער").
"כולנו מצפים שתורת היחסות הכללית תהיה נכונה, אבל זו הפעם הראשונה שאנו מאשרים אותה בצורה כזו"אמר הפיזיקאי מקסימיליאנו איסישל מכון Kavli לחקר אסטרופיזיקה וחלל של MIT.
"זו המדידה הניסיונית הראשונה שמצליחה לבחון ישירות את משפט ללא שיער. זה לא אומר שלחורים שחורים לא יכול להיות שיער. זה אומר שהתמונה של חורים שחורים ללא שיער חיה עוד יום אחד".
ההתנגשות המדוברת הייתה הראשונה שהתגלתה אי פעם,GW 150914, בספטמבר 2015. מדענים תרגמו את גלי הכבידה לגלי קול, והפיקו אות "ציוץ"; כך זה נשמע:
בדיוק כששני החורים השחורים מתמזגים לאחד, יש תקופה קצרה מאוד שבה החור השחור החדש מתנודד, ושולח גלי כבידה חלשים יותר. זה נקרא ה-ringdown, ומדענים הניחו שזה יהיה קלוש מכדי לזהות או לנתח לאחרשיא ברגע ההתנגשות.
בעבר, האסטרופיזיקאי מתיו גיסלר מ-Caltech ועמיתיוקבע, באמצעות סימולציות, שממש לאחר שיא גל הכבידה, תקופת ה-ringdown כללה קקופוניה של "צלילי על" - צלילים חזקים וקצרי מועד. על ידי ניתוח ציוץ התנגשות בהקשר של צלילי על, הצוות יכול לבודד "חתימה" מצלצלת של החור השחור החדש.
Isi והצוות שלו לקחו את העבודה הזו ויישמו אותה על GW 150914, תוך התמקדות ברגע שאחרי שיא הציוץ. והם הצליחו לבודד את חתימת הצלצול - אפילו עד לזיהוי שני צלילים נפרדים, התואמים לתדרי רטט מובהקים מהחור השחור החדש.
"זו הייתה תוצאה מפתיעה מאוד. החוכמה המקובלת הייתה שעד ששארית החור השחור התיישב כך שניתן יהיה לזהות כל צלילים, הצלילים העליונים היו מתפוגגים כמעט לחלוטין".אמר האסטרופיזיקאי התיאורטי סול טוקולסקי מאוניברסיטת קורנל.
"במקום זאת, מתברר שהצלילים העליונים ניתנים לזיהוי לפני שהטון הראשי הופך לגלוי".
איינשטיין חזה שגובה הצליל והדעיכה של הצלילים בהתנגשות של חור שחור יהיו תוצר ישיר של המסה והספין של החור השחור החדש. הצוות הצליח למדוד את הגובה והדעיכה של שני הטונים, מה שבתורו איפשר להם לחקור את תכונות החור השחור.
המסה והספין שחושבו מהגובה והדעיכה של הטונים תאמו מדידות קודמות של שני המאפיינים הללו - מה שמוכיח שניתן לבצע היום זיהוי הצלילים של צלצול של חור שחור, בשיטות הנוכחיות - מה שאומר שהטכנולוגיה העתידית יכולה להיות עוד יותר גדולה.
"בעתיד יהיו לנו גלאים טובים יותר בכדור הארץ ובחלל, ונוכל לראות לא רק שניים, אלא עשרות מצבים, ולהגדיר את המאפיינים שלהם במדויק."אמר איסי.
"אם אלו אינם חורים שחורים כפי שאיינשטיין חוזה, אם הם חפצים אקזוטיים יותר כמו חורי תולעת אוכוכבים, אולי הם לא מצלצלים באותה צורה, ותהיה לנו סיכוי לראות אותם".
המחקר פורסם במכתבי סקירה פיזית.
