Când vine vorba de numeroasele mistere ale Universului, o categorie specială este rezervată găurilor negre. Deoarece sunt invizibili cu ochiul liber, rămân vizibil nedetectați, iar oamenii de știință sunt nevoiți să se bazeze pe „a vedea” efectele pe care gravitația lor intensă le are asupra stelelor și norilor de gaz din apropiere pentru a le studia.
S-ar putea să se schimbe asta, datorită unei echipe de la Universitatea Cardiff. Aici, cercetătorii au realizat o descoperire care i-ar putea ajuta pe oamenii de știință să descopere sute de găuri negre în tot Universul.
Conduși de Dr. Mark Hannam de la Școala de Fizică și Astronomie, cercetătorii au construit un model teoretic care își propune să prezică toate semnalele potențiale de unde gravitaționale care ar putea fi găsite de oamenii de știință care lucrează cu detectoarele cu interferometru laser Gravitational-Wave (LIGO). .
Aceste detectoare, care acționează ca microfoanele, sunt proiectate pentru a căuta resturile de coliziuni ale găurilor negre. Atunci când sunt pornite, echipa Cardiff speră că cercetarea lor va acționa ca un fel de „ghid spotters” și îi va ajuta pe oamenii de știință să ridice slabele ondulări ale coliziunilor - cunoscute sub denumirea de valuri gravitaționale - care au avut loc în urmă cu milioane de ani.
Alcătuită din cercetători postdoctorali, doctoranzi și colaboratori din universități din Europa și Statele Unite, echipa Cardiff va lucra cu oameni de știință din întreaga lume, în timp ce încearcă să descopere originile Universului.
„Învârtirea rapidă a găurilor negre va face ca orbitele să se onduleze, la fel ca și ultimele vagoane ale unei vârfuri învârtite înainte de a cădea”, a spus Hannam. „Aceste vagoane pot face ca găurile negre să depășească cărările sălbatice unii pe alții, conducând la semnale de unde gravitaționale extrem de complicate. Modelul nostru își propune să prezică acest comportament și să îi ajute pe oamenii de știință să găsească semnalele în datele detectorului. ”
Deja, noul model a fost programat în codurile de computer pe care oamenii de știință LIGO din întreaga lume se pregătesc să le folosească pentru a căuta fuziuni cu găuri negre atunci când detectoarele pornesc.
Dr. Hannam a adăugat: „Uneori orbitele acestor găuri negre învârtite par complet încurcate, ca o bilă de sfoară. Dar dacă vă imaginați învârtindu-vă cu găurile negre, atunci totul pare mult mai clar și putem scrie ecuații pentru a descrie ce se întâmplă. Este ca și cum ar fi privit un copil într-o plimbare de mare viteză în parcurile de distracții, aparent fluturându-și mâinile. Din rândurile laterale, este imposibil de spus ce fac. Dar dacă stai lângă ei, s-ar putea să stea perfect liniștiți, doar dându-ți degetele mari. ”
Dar, desigur, mai sunt de făcut: „Până în prezent, am inclus doar aceste efecte de precesiune, în timp ce găurile negre spirau unul spre celălalt”, a spus dr. Hannam. „Încă trebuie să lucrăm exact ceea ce fac rotirile atunci când găurile negre se ciocnesc.”
Pentru aceasta, ei trebuie să efectueze simulări mari de calculator pentru a rezolva ecuațiile lui Einstein pentru momentele dinainte și după coliziune. De asemenea, vor trebui să producă multe simulări pentru a surprinde suficiente combinații de mase cu găuri negre și direcții de rotire pentru a înțelege comportamentul general al acestor sisteme complicate.
În plus, timpul este oarecum limitat pentru echipa Cardiff. Odată ce detectoarele sunt puse în funcțiune, va fi o problemă de timp doar înainte ca primele detectări de unde gravitaționale să fie făcute. Calculele pe care Dr. Hannam și colegii săi le produc vor trebui să fie pregătite la timp, dacă speră să le profite la maxim.
Dar Dr. Hannam este optimist. „De ani buni am fost împiedicați de cum să deblocăm mișcarea găurii negre”, a spus el. „Acum că am rezolvat asta, știm ce să facem în continuare.”
