เมื่อดาวนิวตรอนสองดวงพุ่งชนกันในอวกาศพวกเขาสร้างพลังสั่นสะเทือนในเอกภพ - คลื่นความโน้มถ่วงที่นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบบนโลกในปี 2560 ทีนี้ลอดผ่านการบันทึกคลื่นความโน้มถ่วงนักฟิสิกส์คู่หนึ่งคิดว่าพวกเขาพบหลักฐานว่า หลุมดำที่จะละเมิดแบบจำลองที่ประณีตซึ่งดึงมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Albert Einstein
โดยทั่วไปทฤษฏีสัมพัทธภาพหลุมดำเป็นวัตถุง่าย ๆ : เอกพจน์ที่ถูกบีบอัดอย่างไม่สิ้นสุดหรือจุดของสสารล้อมรอบด้วยขอบเขตของเหตุการณ์ที่ราบรื่นซึ่งไม่มีแสงพลังงานหรือสสารสามารถหนีออกมาได้ จนถึงขณะนี้ข้อมูลทุกบิตที่เรารวบรวมจากหลุมดำได้สนับสนุนรูปแบบนี้
แต่ในปี 1970 สตีเฟ่นฮอว์คิงเขียนบทความชุดหนึ่งซึ่งบอกว่าเส้นขอบของหลุมดำนั้นไม่ค่อยราบรื่นนัก แต่พวกมันเบลอเพราะชุดของเอฟเฟกต์ที่เชื่อมโยงกับกลศาสตร์ควอนตัมที่ทำให้ "รังสีฮอว์คิง" หนีออกมาได้ ในปีที่ผ่านมามีโมเดลหลุมดำทางเลือกจำนวนหนึ่งโผล่ออกมาซึ่งขอบฟ้าเหตุการณ์ที่ราบรื่นและสมบูรณ์แบบเหล่านั้นจะถูกแทนที่ด้วยเยื่อบาง ๆ ที่บอบบางและบอบบาง เมื่อไม่นานมานี้นักฟิสิกส์ทำนายว่าหลุมดำที่เกิดขึ้นใหม่นี้จะรุนแรงมากเป็นพิเศษซึ่งเพียงพอที่จะสะท้อนคลื่นความโน้มถ่วงสร้างเสียงสะท้อนจากสัญญาณการก่อตัวของหลุมดำ ตอนนี้หลังจากการชนของดาวนิวตรอนนักฟิสิกส์สองคนคิดว่าพวกเขาได้พบเสียงสะท้อนประเภทนั้น พวกเขายืนยันว่าหลุมดำที่ก่อตัวขึ้นเมื่อดาวนิวตรอนรวมกันดังขึ้นเป็นเสียงก้องดังก้องและสั่นสะเทือนฟิสิกส์หลุมดำที่เรียบง่าย
ถ้าเสียงสะท้อนนั้นเป็นจริงมันจะต้องมาจากความยุ่งเหยิงของหลุมดำควอนตัม Niayesh Afshordi ผู้ร่วมเขียนการศึกษากล่าวว่านักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยวอเตอร์ลูในแคนาดากล่าว
"ในทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์สสารสามารถโคจรรอบหลุมดำในระยะทางไกล แต่ควรตกในหลุมดำใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์" Afshordi กล่าวกับ Live Science
ดังนั้นใกล้กับหลุมดำไม่ควรมีสิ่งใดหลุดหลุดไปกับคลื่นความโน้มถ่วง แม้แต่หลุมดำที่ล้อมรอบตัวเองด้วยดิสก์ของวัสดุก็ควรมีโซนว่างอยู่รอบ ๆ ขอบฟ้าเหตุการณ์ของพวกเขา
“ ความล่าช้าของเวลาที่เราคาดหวัง (และสังเกต) สำหรับเสียงสะท้อนของเรา…สามารถอธิบายได้หากโครงสร้างควอนตัมบางตัวตั้งอยู่นอกขอบเขตเหตุการณ์ของพวกเขา” Afshordi กล่าว
นั่นเป็นการหยุดพักจากการคาดคะเนสัมพัทธภาพทั่วไปที่ไม่สั่นคลอน
ที่กล่าวว่าข้อมูลจากเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงที่มีอยู่นั้นมีเสียงดังยากที่จะตีความอย่างถูกต้องและมีแนวโน้มที่จะเป็นบวกเท็จ คลื่นความโน้มถ่วงสะท้อนฟัซซี่ควอนตัมรอบหลุมดำจะเป็นการตรวจจับแบบใหม่ทั้งหมด แต่ Afshordi กล่าวว่าในทันทีหลังจากการควบรวมกิจการนั้นฝอยควรจะรุนแรงพอที่จะสะท้อนคลื่นความโน้มถ่วงเพื่อให้เครื่องตรวจจับที่มีอยู่สามารถมองเห็นได้อย่างรวดเร็ว
Joey Neilsen นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Villanova ในรัฐเพนซิลวาเนียซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับบทความนี้กล่าวว่าผลที่ได้นั้นน่าสนใจมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากเสียงก้องปรากฏขึ้นในเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงมากกว่าหนึ่งเครื่อง
"นั่นเป็นเรื่องที่น่าเชื่อยิ่งกว่าการรวบรวมข้อมูลเพื่อค้นหาสัญญาณเฉพาะและพูดว่า 'aha!' เมื่อคุณพบมัน "นีลเซ่นบอกวิทยาศาสตร์สด
ถึงกระนั้นเขาก็บอกว่าเขาต้องการดูข้อมูลเพิ่มเติมก่อนที่เขาจะมั่นใจอย่างแน่นอนว่าเสียงสะท้อนนั้นเป็นของจริง กระดาษไม่ได้ตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงอื่น ๆ ที่รวบรวมภายในประมาณ 30 วินาทีของเสียงก้องที่รายงาน Neilsen กล่าว
"เนื่องจากการคำนวณที่มีความสำคัญนั้นอ่อนไหวต่อวิธีที่คุณเลือกและเลือกข้อมูลของคุณฉันจึงต้องการทำความเข้าใจกับคุณลักษณะทั้งหมดเหล่านั้นให้เต็มที่ก่อนที่ฉันจะได้ข้อสรุปที่แน่นอน" เขากล่าว
Maximiliano Isi นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ MIT ไม่เชื่อ
“ นี่ไม่ใช่การอ้างสิทธิ์ครั้งแรกของธรรมชาติที่มาจากกลุ่มนี้” เขากล่าวกับ Live Science
"น่าเสียดายที่กลุ่มอื่นไม่สามารถทำซ้ำผลลัพธ์ของพวกเขาและไม่พยายาม"
Isi ชี้ไปที่เอกสารชุดหนึ่งที่ล้มเหลวในการค้นหาเสียงสะท้อนในข้อมูลเดียวกันซึ่งหนึ่งในนั้นตีพิมพ์ในเดือนมิถุนายนเขาอธิบายว่าเป็น "การวิเคราะห์ที่ซับซ้อนและมีความแข็งแกร่งทางสถิติ"
Afshordi กล่าวว่าบทความใหม่ของเขามีความได้เปรียบในการอ่อนไหวมากกว่างานก่อนหน้านี้ด้วยแบบจำลองที่แข็งแกร่งกว่าในการตรวจจับเสียงสะท้อนที่ซีดกว่าเพิ่ม "การค้นพบที่เรารายงาน ... มีความสำคัญทางสถิติมากที่สุดจากการค้นหาโหล เนื่องจากมีโอกาสเตือนภัยที่ผิดพลาดประมาณ 2 ใน 100,000 "
แม้ว่าเสียงสะท้อนนั้นเป็นจริง แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าวัตถุทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชนิดใดที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์นีลเซ่นกล่าวเสริม
"สิ่งที่น่าสนใจมากเกี่ยวกับกรณีนี้คือเราไม่มีความคิดใด ๆ ที่หลงเหลืออยู่หลังจากการควบรวมกิจการครั้งแรก: หลุมดำก่อตัวทันทีหรือมีวัตถุตัวกลางแปลกใหม่อายุสั้น ๆ อยู่หรือไม่" นีลเส็นกล่าวว่า "ผลลัพธ์ที่นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดที่จะเข้าใจว่าเศษเล็กเศษน้อยนั้นเป็น hypermassive ที่ยุบลงภายในเสี้ยววินาทีหรือไม่ แต่เสียงสะท้อนที่นำเสนอที่นี่ไม่น่าเชื่อสำหรับฉันว่าสถานการณ์นั้นเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นจริง"
มีความเป็นไปได้ที่จะมีข้อมูลสะท้อนเกิดขึ้นซึ่ง Isi กล่าวซึ่งจะมีความสำคัญอย่างมาก เขายังไม่มั่นใจ
Neilson กล่าวโดยไม่คำนึงว่าข้อมูลทั้งหมดจะออกมาอย่างไรมันชัดเจนว่าผลลัพธ์ที่นี่ชี้ไปที่บางสิ่งที่ควรค่าแก่การสำรวจเพิ่มเติม
