ในเดือนกุมภาพันธ์ 2559 นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานที่ Laser Interferometer Gravitational-Observatory (LIGO) สร้างประวัติศาสตร์เมื่อพวกเขาประกาศการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงเป็นครั้งแรก ตั้งแต่เวลานั้นการศึกษาคลื่นความโน้มถ่วงได้พัฒนาไปอย่างมากและเปิดโอกาสใหม่ในการศึกษาจักรวาลและกฎหมายที่ควบคุมมัน
ตัวอย่างเช่นทีมจาก University of Frankurt am Main เพิ่งแสดงให้เห็นว่าคลื่นความโน้มถ่วงจะถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดว่าดาวนิวตรอนขนาดใหญ่จะได้รับก่อนที่จะยุบตัวลงสู่หลุมดำได้อย่างไร สิ่งนี้ยังคงเป็นปริศนาตั้งแต่ดาวนิวตรอนถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1960 และด้วยการ จำกัด มวลสูงสุดตอนนี้นักวิทยาศาสตร์จะสามารถพัฒนาความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับวิธีการทำงานของสสารภายใต้สภาวะที่รุนแรง
การศึกษาที่อธิบายการค้นพบของพวกเขาเมื่อเร็ว ๆ นี้ปรากฏในวารสารวิทยาศาสตร์ จดหมายวารสารทางฟิสิกส์ ภายใต้ชื่อ“ การใช้การสังเกตด้วยคลื่นความโน้มถ่วงและความสัมพันธ์แบบกึ่งสากลเพื่อ จำกัด ดาวมวลนิวตรอนสูงสุด” การศึกษาครั้งนี้นำโดย Luciano Rezzolla, ประธานฟิสิกส์ดาราศาสตร์เชิงทฤษฎีและผู้อำนวยการสถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยแฟรงค์เฟิร์ตด้วยความช่วยเหลือจากนักเรียนของเขา Elias Most และ Lukas Wei
เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขาทีมพิจารณาการสังเกตล่าสุดที่ทำจากเหตุการณ์คลื่นความโน้มถ่วงที่รู้จักกันในชื่อ GW170817 เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 17 สิงหาคม 2017 เป็นคลื่นความโน้มถ่วงที่หกที่ค้นพบโดย Laser Interferometer Observatory (LIGO) และ Virgo Observatory ซึ่งแตกต่างจากเหตุการณ์ก่อนหน้านี้สิ่งนี้มีลักษณะเฉพาะที่ดูเหมือนว่าเกิดจากการชนและการระเบิดของดาวนิวตรอนสองดวง
ในขณะที่เหตุการณ์อื่น ๆ เกิดขึ้นในระยะทางประมาณหนึ่งพันล้านปีแสง GW170817 เกิดขึ้นเพียง 130 ล้านปีแสงจากโลกซึ่งอนุญาตให้ตรวจจับและวิจัยได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้จากการสร้างแบบจำลองที่ดำเนินการหลายเดือนหลังจากเหตุการณ์ (และการใช้ข้อมูลที่ได้รับจากหอดูดาวจันทราเอ็กซ์เรย์) การปะทะกันดูเหมือนจะทิ้งไว้ข้างหลังหลุมดำในฐานะที่เหลืออยู่
ทีมยังใช้วิธี "ความสัมพันธ์สากล" สำหรับการศึกษาซึ่งพัฒนาโดยนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแฟรงค์เฟิร์ตเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิธีนี้แสดงถึงว่าดาวนิวตรอนทั้งหมดมีคุณสมบัติคล้ายกันซึ่งสามารถแสดงออกในรูปของปริมาณที่ไม่มีมิติ เมื่อรวมกับข้อมูล GW พวกเขาสรุปว่ามวลสูงสุดของดาวนิวตรอนที่หมุนไม่ได้ต้องไม่เกิน 2.16 เท่าของมวลดวงอาทิตย์
ดังที่ศาสตราจารย์ Rezzolla อธิบายในการแถลงข่าวของมหาวิทยาลัยแฟรงค์เฟิร์ต:
“ ความงามของการวิจัยเชิงทฤษฎีคือสามารถทำนายได้ ทฤษฏีต้องการการทดลองเพื่อจำกัดความไม่แน่นอนบางอย่างของมันให้แคบลง ดังนั้นการสังเกตการรวมตัวของนิวตรอนดาวคู่แบบไบนารีที่เกิดขึ้นหลายล้านปีแสงรวมกับความสัมพันธ์สากลที่ค้นพบผ่านงานทางทฤษฎีของเราทำให้เราสามารถไขปริศนาที่เห็นการเก็งกำไรมากมายในอดีต”
การศึกษานี้เป็นตัวอย่างที่ดีว่าการวิจัยเชิงทฤษฎีและการทดลองสามารถเกิดขึ้นได้อย่างไรในการสร้างแบบจำลองการทำนายโฆษณา ไม่กี่วันหลังจากการตีพิมพ์การศึกษาของพวกเขากลุ่มวิจัยจากสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นยืนยันผลการวิจัยอย่างอิสระ ทีมวิจัยเหล่านี้ยืนยันผลการศึกษาโดยใช้วิธีการและเทคนิคที่ต่างกัน
ในอนาคตคาดว่าจะมีการสำรวจคลื่นความโน้มถ่วงทางคลื่นอีกหลายเหตุการณ์ และด้วยวิธีการที่ได้รับการปรับปรุงและแบบจำลองที่แม่นยำยิ่งขึ้นในการกำจัดพวกมันนักดาราศาสตร์มีแนวโน้มที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกองกำลังลึกลับและทรงพลังที่สุดในจักรวาลของเรา
