شفافترین برخورد سیاهچالهای که تاکنون ثبت شده، با نام GW250114، دقیقترین آزمون انجامشده تا امروز برای نظریه نسبیت عام اینشتین را فراهم کرده است. دانشمندان دو سیاهچاله تازه متولدشده شناسایی کردند که پیشبینیهای اینشتین را تأیید میکند. در حالی که این رویداد بار دیگر نسبیت عام را تقویت میکند، پژوهشگران امیدوارند برخوردهای آینده انحرافهایی را نشان دهند که بتواند ماهیت گرانش کوانتومی را آشکار کند.
برای دانشمندانی که امواج گرانشی را هنگام رسیدن از اعماق فضا دنبال میکنند، GW250114 رویدادی استثنایی به شمار میآید. این سیگنال دقیقترین موج گرانشی ثبتشده از یک جفت سیاهچاله در حال ادغام است و به پژوهشگران فرصتی کمنظیر میدهد تا نظریه گرانش آلبرت اینشتین، یعنی نسبیت عام، را با دقت بسیار بالا بررسی کنند.
کیف میتمن، فیزیکدان دانشگاه کرنل، توضیح داد که نکته شگفتانگیز این است که این رویداد تقریباً به طور کامل با نخستین رویدادی که ۱۰ سال پیش مشاهده شد، یعنی GW150914، یکسان بوده و دلیل شفافیت بسیار بیشتر آن صرفاً این است که آشکارسازهای ما طی ۱۰ سال گذشته به شکل چشمگیری دقیقتر شدهاند.
میتمن یکی از نویسندگان مقالهای است که در نشریه Physical Review Letters منتشر شده. موج گرانشی GW250114 زمانی ایجاد شد که دو سیاهچاله با یکدیگر برخورد کردند و چینوچروکهایی را در بافت فضا-زمان به وجود آوردند. این سیگنال به رصدخانههای تداخلسنج لیزری امواج گرانشی مستقر در ایالات متحده، موسوم به LIGO، رسید. بر اساس تحلیل پژوهشگران، این سیگنال با پیشبینیهای نسبیت عام مطابقت کامل دارد. با این حال، دانشمندان معتقدند ادغامهای آینده سیاهچالهها ممکن است رفتار متفاوتی از خود نشان دهند و فرصتهایی برای بررسی قوانین بنیادی حاکم بر جهان فراهم کنند.
زمانی که دو سیاهچاله با هم ادغام میشوند، سیاهچاله تازه تشکیلشده به شکلی میلرزد که شبیه به زنگ خوردن یک ناقوس است. میتمن توضیح داد که این ارتعاشها سیگنال مشخصی تولید میکنند که توسط دو کمیت تعریف میشوند: یک بسامد نوسانی و یک زمان میرایی. شناسایی یک صدا به دانشمندان اجازه میدهد جرم و چرخش سیاهچاله نهایی را برآورد کنند. شناسایی دو سیگنال یا بیشتر امکان انجام چندین اندازهگیری مستقل از همان ویژگیها را فراهم میکند، همانگونه که نسبیت عام پیشبینی میکند.
به گفته میتمن، اگر این دو اندازهگیری با یکدیگر سازگار باشند، در عمل نسبیت عام تأیید میشود. اما اگر دو سیگنال اندازهگیری شوند که با یک ترکیب یکسان از جرم و چرخش تطابق نداشته باشند، میتوان بررسی کرد که تا چه حد از پیشبینیهای نسبیت عام فاصله گرفتهایم.
در مورد GW250114، سیگنال به اندازهای قوی بود که پژوهشگران توانستند دو بسامد متمایز را اندازهگیری کنند. تمامی این اندازهگیریها با نظریه اینشتین سازگار بودند. اما اگر این سیگنالها با یکدیگر سازگار نبودند، چه معنایی داشت؟ به گفته میتمن، در آن صورت فیزیکدانان با حجم زیادی از کار روبهرو میشدند تا توضیح دهند چه اتفاقی در حال رخ دادن است و نظریه واقعی گرانش در جهان ما چه میتواند باشد. او و همکارانش بر این باورند که این احتمال وجود دارد که آشکارسازیهای آینده امواج گرانشی به طور کامل از نسبیت عام پیروی نکنند و بتوانند به پرسشهای بیپاسخ فعلی نور بتابانند.
بسیاری از فیزیکدانان گمان میکنند که نسبیت عام نمیتواند توصیف نهایی گرانش باشد. همانطور که میتمن اشاره میکند، این نظریه پدیدههای گرانشی مرتبط با انرژی تاریک و ماده تاریک را توضیح نمیدهد و زمانی که دانشمندان تلاش میکنند آن را با قوانینی که قلمرو کوانتومی را توصیف میکنند سازگار کنند، دچار فروپاشی مفهومی میشود.