Dit is belangrijk omdat, voordat LIGO zijn eerste detectie deed (een zwart gat van 62 zonsmassa) en zijn meest recente (een zwart gat van 49 zonsmassa), er was geen observationeel bewijs dat deze grote zwarte gaten zelfs maar bestonden. Dit is een ongelooflijke vroege ontdekking. Wetenschappers hebben in slechts drie detecties een gloednieuw type groot zwart gat onthuld.

Dingen staan ​​op het punt nog spannender te worden nu LIGO meer geplande upgrades ondergaat en andere observatoria zich bij de jacht op zwaartekrachtsgolven voegen.

"We zouden één binaire fusie-gebeurtenis per dag moeten verwachten zodra de door LIGO ontworpen gevoeligheid is bereikt, ' zegt Sathyaprakash.

Een astrofysisch laboratorium

Wanneer zwaartekrachtsgolven worden gedetecteerd, kunnen de omstandigheden van de botsende zwarte gaten op het moment van de fusie worden bestudeerd.

"In onze analyse we kunnen de spins van de individuele zwarte gaten niet goed meten, maar we kunnen zien of de zwarte gaten over het algemeen in dezelfde richting draaien als de baanbeweging, " zegt astrofysicus Laura Cadonati, LIGO Scientific Collaboration plaatsvervangend woordvoerder van Georgia Tech.

Maar een idee van de onderlinge rotatie van het individuele zwarte gat kan worden bepaald door de "vingerafdruk" van het zwaartekrachtgolfsignaal te bestuderen, zegt Cadonati.

Theoretische modellen van samensmeltende zwarte gaten geven aan dat als de spins van de twee zwarte gaten niet zijn uitgelijnd, de samenvoegingsgebeurtenis zal sneller gebeuren dan wanneer de spins zijn uitgelijnd. Ook, extra schommelingen in het signaal worden voorspeld als twee spin-uitgelijnde zwarte gaten dichtbij komen en beginnen samen te smelten.

Spin-uitgelijnde zwarte gaten waren waarschijnlijk zustersterren. Beide zouden zijn geboren uit massieve sterren die zich dicht bij elkaar in oude sterfabrieken ontwikkelden als een binair paar, uiteindelijk sterven als supernova's.

Maar in deze meest recente gebeurtenis, de samenvoeging vond relatief snel plaats en er werden geen extra oscillaties waargenomen, wat betekent dat de twee zwarte gaten waarschijnlijk waren niet spin-uitgelijnd en waarschijnlijk niet samen gevormd. Dit geeft een idee van hun oorsprong:in plaats van te worden gevormd uit dubbelsterren, ze waren vreemden en evolueerden onafhankelijk, die naar elkaar toe dreven in het centrum van een dichte sterrenhoop waar ze uiteindelijk samensmolten.

"Dit heeft implicaties voor de astrofysica ... hoewel we niet met zekerheid kunnen zeggen, deze bevinding is waarschijnlijk gunstig voor de theorie dat deze twee zwarte gaten afzonderlijk zijn gevormd in een dichte stellaire cluster, zonk naar de kern van het cluster en vervolgens gekoppeld, in plaats van samen te worden gevormd door de ineenstorting van twee reeds gepaarde sterren, ", voegt Cadonati toe.

Omdat zwarte gaten zwaartekrachtmonsters zijn, ze worden geregeerd door Einsteins algemene relativiteitstheorie, dus door de zwaartekrachtsgolven te bestuderen die ze produceren wanneer ze botsen, wetenschappers kunnen de golven ook bestuderen voor een effect dat bekend staat als 'dispersie'. Bijvoorbeeld, wanneer licht door een prisma reist, de verschillende golflengten zullen met verschillende snelheden door het glas reizen. Dit veroorzaakt spreiding in de lichtstraal - dit is het mechanisme dat een regenboog creëert.

De algemene relativiteitstheorie verbiedt verspreiding door zwaartekrachtgolven, echter. Dit laatste signaal reisde over een record van 3 miljard lichtjaar ruimtetijd om de aarde te bereiken, en LIGO heeft geen dispersie-effecten gedetecteerd.

"Het lijkt erop dat Einstein gelijk had - zelfs voor deze nieuwe gebeurtenis, wat ongeveer twee keer verder weg is dan onze eerste ontdekking, ", zegt Cadonati in een verklaring. "We kunnen geen afwijking zien van de voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie, en deze grotere afstand helpt ons om die uitspraak met meer vertrouwen te doen."

Een nieuw venster op het 'donkere universum'

Einsteins beroemde algemene relativiteitstheorie voorspelt het bestaan ​​van zwaartekrachtsgolven, maar het heeft de mensheid meer dan een eeuw gekost om de technologische knowhow te ontwikkelen om een ​​detector te bouwen die gevoelig genoeg is om ze waar te nemen. Wanneer zich een energetische gebeurtenis voordoet (zoals een samensmelting van een zwart gat of een botsing van een neutronenster), ruimtetijd wordt hevig verstoord en energie wordt weggevoerd van de gebeurtenis in de vorm van zwaartekrachtsgolven - zoals rimpelingen die over het wateroppervlak reizen nadat ze een kiezelsteen in een vijver hebben laten vallen.