Pokiaľ ide o mnohé tajomstvá vesmíru, je vyhradená špeciálna kategória pre čierne diery. Pretože sú voľným okom neviditeľné, zostávajú viditeľne neodhalené a vedci sú nútení spoliehať sa na „videnie“ účinkov ich intenzívnej gravitácie na blízke hviezdy a oblaky plynov, aby ich mohli študovať.
Možno sa to zmení, vďaka tímu z Cardiffskej univerzity. Tu vedci dosiahli prielom, ktorý by vedcom pomohol objaviť stovky čiernych dier v celom vesmíre.
Mark Hannam z Fakulty fyziky a astronómie vedci zostavili teoretický model, ktorého cieľom je predpovedať všetky potenciálne signály gravitačnej vlny, ktoré by mohli nájsť vedci pracujúci s detektormi gravitačného vlnenia laserového interferónu (LIGO). ,
Tieto detektory, ktoré fungujú ako mikrofóny, sú určené na vyhľadávanie zvyškov zrážok s čiernymi dierami. Keď sú zapnuté, tím Cardiffu dúfa, že ich výskum bude fungovať ako akýsi „sprievodca pozorovateľov“ a pomôže vedcom vyzdvihnúť slabé vlny zrážok - známe ako gravitačné vlny -, ku ktorým došlo pred miliónmi rokov.
Cardiffovský tím, ktorý sa skladá z postdoktorandských vedcov, doktorandov a spolupracovníkov z univerzít v Európe a Spojených štátoch, bude spolupracovať s vedcami z celého sveta, keď sa budú snažiť odhaliť pôvod vesmíru.
"Rýchle pretáčanie čiernych dier spôsobí, že sa obežné dráhy zakolísajú, rovnako ako posledné zvlnenia točiaceho sa vrcholu predtým, ako spadnú," uviedol Hannam. „Tieto kolísania môžu spôsobiť, že čierne diery vystopujú divoké cesty okolo seba, čo vedie k mimoriadne komplikovaným signálom gravitačnej vlny. Cieľom nášho modelu je predvídať toto správanie a pomôcť vedcom nájsť signály v detektorových údajoch. “
Nový model bol už naprogramovaný na počítačové kódy, ktoré vedci z LIGO na celom svete pripravujú na vyhľadávanie fúzií čiernych dier pri zapnutí detektorov.
Dr. Hannam dodal: „Niekedy vyzerajú obežné dráhy týchto rotujúcich čiernych dier úplne zamotané ako guľa strún. Ale ak si viete predstaviť, ako sa krúti s čiernymi dierami, potom to vyzerá oveľa jasnejšie a my môžeme napísať rovnice, aby sme opísali, čo sa deje. Je to ako pozerať sa na dieťa pri rýchlej jazde v zábavnom parku, ktorý zjavne máva rukami. Z postranných čiar nie je možné povedať, čo robia. Ale ak sedíte vedľa nich, mohli by sedieť dokonale pokojne, len aby vám dali palec hore. “
Stále však treba urobiť veľa práce: „Doposiaľ sme zahrnuli iba tieto precesné efekty, zatiaľ čo čierne diery sa špirálovali k sebe,“ povedal Dr. Hannam. "Stále musíme pracovať presne na tom, čo sa točí, keď sa čierne diery zrazia."
Na to potrebujú vykonať veľké počítačové simulácie, aby vyriešili Einsteinove rovnice na okamihy pred a po zrážke. Musia tiež vytvoriť veľa simulácií, aby zachytili dostatok kombinácií hmôt čiernych dier a smerov otáčania, aby pochopili celkové správanie týchto komplikovaných systémov.
Čas pre tím Cardiff je navyše trochu obmedzený. Akonáhle sú detektory zapnuté, bude to len otázka času, kým sa urobia prvé gravitačné vlnové detekcie. Výpočty, ktoré Dr. Hannam a jeho kolegovia vyrábajú, sa budú musieť pripraviť včas, ak budú chcieť čo najviac využiť.
Ale Hannam je optimistický. "Celé roky sme boli presvedčení, ako rozmotať pohyb čiernych dier," povedal. "Teraz, keď sme to vyriešili, vieme, čo robiť ďalej."
