Якщо мова йде про безліч таємниць Всесвіту, особлива категорія відведена для чорних дір. Оскільки вони невидимі неозброєним оком, вони залишаються помітно непоміченими, і вчені змушені розраховувати на "бачення" впливу їх інтенсивної сили тяжіння на довколишні зірки та газові хмари, щоб вивчити їх.
Це, можливо, зміниться завдяки команді з університету Кардіфф. Тут дослідники досягли прориву, який міг би допомогти вченим відкрити сотні чорних дір у Всесвіті.
Під керівництвом доктора Марка Ханнама з Школи фізики та астрономії дослідники створили теоретичну модель, яка має на меті передбачити всі потенційні сигнали гравітаційної хвилі, які можуть бути знайдені вченими, які працюють із детекторами лазерного інтерферометра гравітаційно-хвильової обсерваторії (LIGO) .
Ці детектори, які діють як мікрофони, призначені для пошуку залишків зіткнень чорної діри. Коли вони вмикаються, команда Кардіффа сподівається, що їх дослідження діятимуть як своєрідний «путівник споттерів» та допоможуть вченим підібрати слабкі пульсації зіткнень - відомих як гравітаційні хвилі - що відбулися мільйони років тому.
Команда Кардіффа, що складається з докторальних дослідників, аспірантів та співробітників університетів Європи та США, буде працювати з вченими по всьому світу, коли вони намагаються розгадати витоки Всесвіту.
"Швидке обертання чорних дір призведе до коливання орбіт, як і останні коливання вертушки, перш ніж вона впаде", - сказав Ханнам. "Ці воблери можуть змусити чорні діри простежити дикі шляхи навколо себе, що призводить до надзвичайно складних гравітаційно-хвильових сигналів. Наша модель має на меті передбачити цю поведінку та допомогти вченим знайти сигнали в даних детектора ».
Вже нова модель була запрограмована в комп'ютерні коди, які вчені LIGO у всьому світі готуються використовувати для пошуку злиттів чорних дір при включенні детекторів.
Доктор Ханнам додав: "Іноді орбіти цих спінінг-чорних дірок виглядають повністю скрученими, як куля струни. Але якщо ви уявляєте, як кружляють навколо чорні діри, то все це виглядає набагато чіткіше, і ми можемо записати рівняння, щоб описати, що відбувається. Це як би спостерігати за дитиною на швидкісному кругообігу в парку розваг, очевидно, махаючи руками. З бічних ліній неможливо сказати, що вони роблять. Але якщо ви сидите поруч з ними, вони, можливо, сидять ідеально нерухомо, просто роздаючи великі пальці ».
Але, звичайно, нам ще належить зробити: "Поки ми включали ці ефекти прецесії лише в той час, як чорні діри спіралі один до одного", - сказав доктор Ханнам. "Нам все ще потрібно працювати саме тому, що роблять крутиться, коли чорні діри стикаються".
Для цього їм потрібно виконати великі комп’ютерні моделювання для вирішення рівнянь Ейнштейна за моменти до та після зіткнення. Їм також потрібно буде створити багато моделювання, щоб захопити достатню кількість комбінацій чорних дір і накрутити напрямки, щоб зрозуміти загальну поведінку цих складних систем.
Крім того, час дещо обмежений для команди Кардіффа. Після ввімкнення детекторів буде лише питання часу до того, як будуть зроблені перші гравітаційні детектування хвиль. Розрахунки, які виробляє доктор Ханнам та його колеги, повинні бути готові вчасно, якщо вони сподіваються максимально використати їх.
Але доктор Ханнам оптимістичний. "Ми роками натикалися на те, як розв'язати рух чорної діри", - сказав він. "Тепер, коли ми це вирішили, ми знаємо, що робити далі".
