Миссия по открытию сотен черных дыр может раскрыть тайны Вселенной

Когда в следующем году в США будут включены два детектора, команда Кардиффа надеется, что их исследование поможет ученым уловить слабую рябь столкновений черных дыр миллионы лет назад, известную как гравитационные волны.Черные дыры нельзя увидеть, но ученые надеются, что модернизированные детекторы, которые действуют как гигантские микрофоны, обнаружат остатки столкновений черных дыр.

Под руководством доктора Марка Ханнэма из Школы физики и астрономии исследователи построили теоретическую модель, которая направлена ​​на предсказание всех потенциальных сигналов гравитационных волн, которые могут быть обнаружены детекторами.Исследователи из Кардиффа надеются, что он будет действовать как «руководство для наблюдателей», чтобы помочь ученым, работающим с гигантскими детекторами LIGO, распознавать правильные формы волны и раскрывать секреты того, как черные дыры вращаются друг относительно друга и сталкиваются.

Доктор Ханнэм сказал: «Быстрое вращение черных дыр вызовет колебание орбит, точно так же, как последние колебания волчка перед тем, как он упадет. Эти колебания могут заставить черные дыры прокладывать дикие пути вокруг друг друга, что приводит к чрезвычайно сильным колебаниям. сложные гравитационно-волновые сигналы.

Наша модель призвана предсказать это поведение и помочь ученым найти сигналы в данных детектора ».Команда Кардиффа, в которую входят исследователи с докторской степенью, аспиранты и сотрудники из университетов Европы и США, будет работать с учеными со всего мира, пытаясь разгадать происхождение Вселенной.

Д-р Ханнэм добавил: «Иногда орбиты этих вращающихся черных дыр выглядят полностью запутанными, как клубок из веревки. Но если вы представите кружение с черными дырами, тогда все станет намного яснее, и мы можем написать уравнения для описания что происходит. Это похоже на наблюдение за ребенком, который едет в круизном парке аттракционов, очевидно размахивая руками.

Со стороны невозможно сказать, что они делают. Но если вы сядете рядом с ними, они могут сидеть совершенно неподвижно, просто показывая вам большие пальцы ».

Новая модель была запрограммирована в компьютерные коды, которые ученые LIGO во всем мире готовятся использовать для поиска слияний черных дыр при включении детекторов. Но впереди еще много работы.«До сих пор мы включали только эти эффекты прецессии, когда черные дыры вращаются по спирали навстречу друг другу», — сказал доктор Ханнэм. «Нам все еще нужно работать над тем, что делают спины при столкновении черных дыр».Для этого им необходимо выполнить большое компьютерное моделирование, чтобы решить уравнения Эйнштейна для моментов до и после столкновения.

Им нужно будет произвести множество симуляций, чтобы уловить достаточное количество комбинаций масс черных дыр и направлений вращения, чтобы понять общее поведение этих сложных систем.Доктор Ханнэм настроен оптимистично. «В течение многих лет мы не знали, как распутать движение черной дыры.

Теперь, когда мы решили эту проблему, мы знаем, что делать дальше».Время уходит. Как только детекторы включатся, появление первых гравитационных волн станет лишь вопросом времени.

Расчеты, производимые д-ром Ханнэмом и его коллегами, должны быть готовы вовремя, чтобы максимально использовать их.


Портал обо всем