બ્લેક-હોલ મર્જર: બહુવિધ રિંગડાઉન ફ્રીક્વન્સીઝની પ્રથમ શોધ   

બેનું વિલીનીકરણ કાળા છિદ્રો ત્રણ તબક્કાઓ છે: પ્રેરણાત્મક, મર્જર અને રિંગડાઉન તબક્કાઓ. લાક્ષણિકતા ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો દરેક તબક્કામાં ઉત્સર્જિત થાય છે. છેલ્લો રિંગડાઉન તબક્કો ખૂબ જ સંક્ષિપ્ત છે અને અંતિમના ગુણધર્મો વિશેની માહિતીને એન્કોડ કરે છે બ્લેક હોલ. બાઈનરીમાંથી ડેટાનું પુનઃવિશ્લેષણ બ્લેક હોલ મર્જર ઇવેન્ટ GW190521 એ પ્રથમ વખત, પરિણામી સિંગલ દ્વારા ઉત્પાદિત બે અલગ-અલગ ફેન્ટ રિંગડાઉન ફ્રીક્વન્સીઝના સ્વરૂપમાં મર્જરના સહી આફ્ટરશોક્સના પુરાવા પ્રદાન કર્યા છે. બ્લેક હોલ કારણ કે તે સ્થિર સપ્રમાણ સ્વરૂપમાં સ્થાયી થયું. રિંગડાઉન તબક્કામાં બહુવિધ ગુરુત્વાકર્ષણ-તરંગ ફ્રીક્વન્સીઝની આ પ્રથમ શોધ છે. જેમ અટક્યા પછી થોડીવાર માટે ઘંટ 'રિંગ' થાય છે, તેમ પરિણામી સિંગલ વિકૃત થાય છે બ્લેક હોલ વિલીનીકરણ પછી રચાયેલી 'રિંગ્સ' થોડા સમય માટે બેભાન થઈ રહી છે ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો સપ્રમાણ સ્થિર સ્વરૂપ પ્રાપ્ત કરતા પહેલા. અને, જે રીતે ઘંટડીનો આકાર ચોક્કસ ફ્રીક્વન્સીઝ નક્કી કરે છે જેની સાથે ઘંટ વાગે છે, તેવી જ રીતે, નો-હેર પ્રમેય, માસ અને સ્પિન મુજબ. બ્લેક હોલ રિંગડાઉન ફ્રીક્વન્સીઝ નક્કી કરો. આથી, આ વિકાસ અંતિમ ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે રિંગડાઉન ફ્રીક્વન્સીના ઉપયોગ માટે માર્ગ મોકળો કરે છે બ્લેક હોલ.  

બ્લેક છિદ્રો અત્યંત મજબૂત ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રો સાથે વિશાળ પદાર્થો છે. જ્યારે બે ભ્રમણ કાળા છિદ્રો એકબીજાની આસપાસ સર્પાકાર અને આખરે એક થઈ જવું, ના ફેબ્રિક જગ્યા-તેમની આસપાસના સમયે ખલેલ પહોંચે છે જે લહેરિયાં બનાવે છે ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો બહાર નીકળે છે. સપ્ટેમ્બર 2015 થી જ્યારે LIGO ની પ્રથમ શોધ સાથે ગુરુત્વાકર્ષણ-તરંગ ખગોળશાસ્ત્રની શરૂઆત થઈ ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો બેના વિલીનીકરણ દ્વારા પેદા થાય છે કાળા છિદ્રો 1.3 અબજ પ્રકાશવર્ષ દૂર, મર્જિંગ કાળા છિદ્રો હવે દર અઠવાડિયે લગભગ એક વાર નિયમિત રીતે શોધી કાઢવામાં આવે છે.   

નું મર્જર કાળા છિદ્રો ત્રણ તબક્કા છે. જ્યારે બે કાળા છિદ્રો વ્યાપકપણે અલગ પડે છે, તેઓ ધીમે ધીમે ભ્રમણકક્ષા એકબીજા નબળા ઉત્સર્જન કરે છે ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો. દ્વિસંગી ધીમે ધીમે નાના અને નાના તરફ જાય છે ભ્રમણકક્ષા સિસ્ટમની ઉર્જા ના સ્વરૂપમાં ખોવાઈ જાય છે ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો. આ છે પ્રેરણાત્મક તબક્કો સંકલન. આગામી છે મર્જર તબક્કો જ્યારે બે કાળા છિદ્રો સિંગલ બનાવવા માટે ભેગા થવા માટે પૂરતા નજીક જાઓ બ્લેક હોલ વિકૃત આકાર સાથે. સૌથી મજબૂત ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો (GWs) આ તબક્કે ઉત્સર્જિત થાય છે જે હવે ગુરુત્વાકર્ષણ-તરંગ વેધશાળાઓ દ્વારા નિયમિત રીતે શોધી અને રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે.  

વિલીનીકરણનો તબક્કો ખૂબ જ ટૂંકા તબક્કો દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે જેને કહેવાય છે રિંગડાઉન સ્ટેજ જેમાં પરિણામી સિંગલ વિકૃત બ્લેક હોલ ઝડપથી વધુ સ્થિર ગોળાકાર અથવા ગોળાકાર સ્વરૂપ પ્રાપ્ત કરે છે. ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો રિંગડાઉન તબક્કામાં ઉત્સર્જિત કરવામાં આવે છે તે ભીના અને મર્જર તબક્કામાં બહાર પાડવામાં આવેલ GWs કરતાં વધુ નબળા હોય છે. જેમ અટક્યા પછી અમુક સમય માટે ઘંટ 'રિંગ' થાય છે, તેમ પરિણામી સિંગલ બ્લેક હોલ થોડા સમય માટે 'રિંગ્સ' ખૂબ જ ઓછા પ્રમાણમાં ઉત્સર્જન કરે છે ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો સપ્રમાણ સ્થિર સ્વરૂપ પ્રાપ્ત કરતા પહેલા.  

ની ઝાંખી બહુવિધ રિંગડાઉન ફ્રીક્વન્સીઝ ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો બેના વિલીનીકરણના રિંગડાઉન તબક્કા દરમિયાન પ્રકાશિત કાળા છિદ્રો અત્યાર સુધી શોધાયેલ નથી.  

એક સંશોધન ટીમ તાજેતરમાં બાઈનરીના રિંગડાઉન તબક્કામાં બહુવિધ ગુરુત્વાકર્ષણ-તરંગ ફ્રીક્વન્સીઝ શોધવામાં સફળ રહી છે. બ્લેક હોલ મર્જર ઇવેન્ટ GW190521. તેઓએ ફ્રીક્વન્સીઝ અને ભીના થવાના સમય સાથે કોઈ સંબંધને ધ્યાનમાં લીધા વિના રિંગડાઉન ફ્રીક્વન્સીઝમાં વ્યક્તિગત વિલીન થતા ટોન માટે શોધ કરી અને પરિણામી વિકૃતતા દર્શાવતા બે મોડને ઓળખવામાં સફળ રહ્યા. બ્લેક હોલ મર્જર પછી ઓછામાં ઓછી બે ફ્રીક્વન્સીઝ ઉત્સર્જિત. આઈન્સ્ટાઈનની સામાન્ય સાપેક્ષતા દ્વારા આ આગાહી કરવામાં આવી હતી તેથી પરિણામ સિદ્ધાંતની પુષ્ટિ કરે છે. વધુમાં, સંશોધકોએ "નો-હેર પ્રમેય" (તે કાળા છિદ્રો તેઓ સંપૂર્ણપણે સમૂહ અને સ્પિન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે અને તેની વિશેષતાઓનું વર્ણન કરવા માટે અન્ય કોઈ "વાળ" ની જરૂર નથી) અને સામાન્ય સાપેક્ષતાથી આગળ કંઈ મળ્યું નથી.  

આ એક સીમાચિહ્નરૂપ છે કારણ કે તે વ્યાપકપણે માનવામાં આવતું હતું કે આગામી પેઢીના ગુરુત્વાકર્ષણ-વેવ ડિટેક્ટર્સ ભવિષ્યમાં ઉપલબ્ધ થાય તે પહેલાં બહુવિધ રિંગડાઉન ફ્રીક્વન્સીઝનું અવલોકન શક્ય બનશે નહીં.  

 *** 
 

સ્ત્રોતો:   

1. Capano, CD એટ અલ. 2023. મલ્ટિમોડ ક્વાસિનોર્મલ સ્પેક્ટ્રમ ફ્રોમ અ પેર્ટર્બ્ડ બ્લેક હોલ. ભૌતિક સમીક્ષા પત્રો. ભાગ. 131, અંક 22. 1 ડિસેમ્બર 2023. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402  
2. Max-Planck-Institut fürGravitationsphysik(Albert-Iinstein-Institut), 2023. સમાચાર – જેમના માટે બ્લેક હોલ વાગે છે. પર ઉપલબ્ધ છે https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160 

***