Wetenschappers hebben op 14 januari 2025 het krachtigste gravitatiegolfsignaal ooit geregistreerd, afkomstig van een kosmische botsing die zo intens was dat het de ruimtetijd deed golven met een kracht die driemaal sterker was dan de eerste detectie in 2015. Dit evenement, aangeduid als GW250114, betrof de samensmelting van twee zwarte gaten, elk met een massa van ongeveer 30 keer die van onze zon, die 1,3 miljard jaar geleden plaatsvond. De helderheid van dit signaal stelde onderzoekers in staat om twee van de meest gevierde voorspellingen in de natuurkunde te bevestigen: Albert Einsteins theorie over de eenvoud van zwarte gaten en Stephen Hawkings gebiedswet. Deze ontdekking, gepubliceerd in Physical Review Letters, luidt een nieuw tijdperk in voor de gravitatieastronomie, waardoor wetenschappers fundamentele natuurkunde met ongekende precisie kunnen toetsen.
Het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) heeft aanzienlijke gevoeligheidsupgrades ondergaan; het nieuwe signaal had een signaal-ruisverhouding van 80, wat drie keer sterker is dan de historische detectie uit 2015. Deze verbeterde helderheid stelde onderzoekers in staat de 'ringdown'-fase te analyseren, waarin het nieuw gevormde zwarte gat trilt als een aangeslagen klok. Voor het eerst identificeerden wetenschappers twee verschillende vibratietonen, wat bevestigt dat zwarte gaten zich gedragen zoals Einstein voorspelde in zijn algemene relativiteitstheorie, met een nauwkeurigheid van 30%. Dit leverde het eerste directe bewijs dat zwarte gaten dezelfde natuurwetten volgen als die op aarde worden waargenomen.
De bevindingen bevestigen ook Stephen Hawkings gebiedswet, die stelt dat het oppervlak van de gebeurtenissenhorizon van een zwart gat nooit kan afnemen. Onderzoekers maten de oppervlakten van de oorspronkelijke zwarte gaten en vergeleken deze met het uiteindelijke, samengesmolten zwarte gat. Ze toonden aan dat de gebeurtenissenhorizon van het samengesmolten zwarte gat groter was dan de som van de delen, zoals Hawking in 1971 voorspelde. In tegenstelling tot de ontdekking uit 2015, bood GW250114 ongekende duidelijkheid dankzij verbeterde LIGO-detectoren. Maximiliano Isi, onderzoeker bij de LIGO-Virgo-KAGRA-samenwerking, verklaarde: "Dit is het duidelijkste beeld tot nu toe van de aard van zwarte gaten."
De bevindingen ondersteunen ook Roy Kerr's wiskundige beschrijving van roterende zwarte gaten, waaruit blijkt dat deze volledig beschreven kunnen worden door massa en spin. Met de frequente detectie van zwarte gatenfusies door LIGO is de toekomst van de gravitatieastronomie veelbelovend. Geplande upgrades, waaronder LIGO-India, zullen het vermogen om kosmische gebeurtenissen te detecteren verder verbeteren. Toekomstige observatoria zoals de Einstein Telescope en Cosmic Explorer zouden fusies minuten voordat ze plaatsvinden kunnen detecteren, waardoor telescopen begeleidende lichtshows kunnen vastleggen. Aamir Ali, programmadirecteur bij de National Science Foundation, merkte op: "Er is een heel universum te verkennen door deze volledig nieuwe lens, en deze laatste ontdekkingen tonen aan dat LIGO nog maar net begonnen is." GW250114 demonstreert hoe menselijke nieuwsgierigheid en technologische innovatie de diepste geheimen van de kosmos kunnen ontsluiten, met toekomstige vooruitgangen die ongekend detail over zwarte gaten en neutronensterren beloven.