Forskning: Svarta hålens sammanslagning kan vara en illusion orsakad av rumtidens förvrängning

En ny studie antyder att en sammanslagning mellan två supermassiva svarta hål, som tidigare ansetts vara "omöjlig" enligt fysikens lagar, kanske inte bryter mot dessa lagar så mycket som man först trott. Forskningen föreslår att de svarta hålens verkliga massa var mindre än vad som ursprungligen uppmättes.

I november 2023 detekterade Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) svaga krusningar i rumtiden, som härstammade från en sammanslagning av svarta hål. Signalen, med beteckningen GW231123, förvånade forskarvärlden eftersom den ursprungliga tolkningen indikerade att ett svart hål med 140 solmassor och ett med 100 solmassor hade kolliderat.

Dessa resultat var svåra att förklara. Befintliga modeller för stjärnors utveckling har svårt att förklara hur svarta hål med så stor massa kan bildas, särskilt med den höga rotationshastighet som observerats. Forskare har sökt efter mekanismer för bildandet av sådana speciella dubbla system av svarta hål. Nu föreslår ett nytt forskningsteam att man inte behöver oroa sig för bildningsmekanismen, eftersom den stora massan bara är en illusion.

Huvudorsaken till denna illusion är effekten av gravitationslinser. Denna effekt, som förutsades av Albert Einsteins allmänna relativitetsteori från 1915, innebär att massiva objekt förvränger rumtiden. Forskargruppen menar att gravitationsvågor, precis som ljus, kan böjas och förstärkas av massiva objekt. De föreslår att GW231123-signalen var en förstärkt och potentiellt delad våg av rumtiden som orsakats av en gravitationslins, vilket fick de svarta hålen att verka större.

Genom att bygga en matematisk modell för gravitationslinser och använda den för att analysera GW231123-signalen, fann forskargruppen att den totala massan i systemet var 140 solmassor, snarare än de initialt uppskattade 240 solmassorna. Teamet har ännu inte identifierat vilket specifikt objekt som fungerade som en gravitationslins, men studien visar att gravitationsvågsastronomi kan användas för att studera extrema kosmiska händelser.