Когато става дума за множеството мистерии на Вселената, за черните дупки е запазена специална категория. Тъй като са невидими с просто око, те остават видимо незабелязани и учените са принудени да разчитат на „виждането“ на ефектите, които интензивната им гравитация има върху близките звезди и газовите облаци, за да ги изучат.
Това може да се промени, благодарение на екип от Кардифския университет. Тук изследователите са постигнали пробив, който може да помогне на учените да открият стотици черни дупки в цялата Вселена.
Водени от д-р Марк Ханам от Школата по физика и астрономия, изследователите са изградили теоретичен модел, който има за цел да предвиди всички потенциални сигнали за гравитационна вълна, които могат да бъдат намерени от учени, работещи с детекторите на лазерния интерферометър за гравитационна вълна (LIGO) ,
Тези детектори, които действат като микрофони, са проектирани да търсят останки от сблъсъци с черни дупки. Когато са включени, екипът на Кардиф се надява, че изследванията им ще действат като своеобразен „пътеводител“ и ще помогнат на учените да вдигнат слабите пулсации на сблъсъци - известни като гравитационни вълни - станали преди милиони години.
Съставен от докторанти, докторанти и сътрудници от университети в Европа и САЩ, екипът на Кардиф ще работи с учени от цял свят, докато се опитват да разгадаят произхода на Вселената.
„Бързото завъртане на черните дупки ще доведе до колебание на орбитите, точно както при последните колебания на въртящия се връх, преди да падне“, каза Ханам. „Тези вълни могат да накарат черните дупки да проследяват диви пътеки един около друг, което води до изключително сложни сигнали за гравитационна вълна. Нашият модел има за цел да предвиди това поведение и да помогне на учените да намерят сигналите в данните на детектора. "
Вече новият модел е програмиран в компютърните кодове, които учените от LIGO по целия свят се подготвят да използват за търсене на сливания в черни дупки, когато детекторите се включат.
Д-р Ханам добави: „Понякога орбитите на тези въртящи се черни дупки изглеждат напълно заплетени нагоре, като топка от струни. Но ако си представите въртене наоколо с черните дупки, тогава всичко изглежда много по-ясно и можем да напишем уравнения, които да опишат какво се случва. Това е като да гледаш дете на високоскоростен въртящ се увеселителен парк, явно махайки с ръце. От страничните линии е невъзможно да се каже какво правят. Но ако седнете до тях, те може да седят перфектно неподвижно, само да ви подадат палци. "
Но разбира се, има още какво да свършим: „Досега ние включвахме само тези прецесионни ефекти, докато черните дупки се спираха един към друг“, каза д-р Ханам. "Все още трябва да работим точно какво правят завъртанията, когато черните дупки се сблъскат."
За това те трябва да извършат големи компютърни симулации, за да разрешат уравненията на Айнщайн за моментите преди и след сблъсъка. Те също така ще трябва да създадат много симулации, за да уловят достатъчно комбинации от маси на черни дупки и направления на въртене, за да разберат цялостното поведение на тези сложни системи.
Освен това времето е малко ограничено за екипа на Кардиф. След като детекторите са включени, ще бъде само въпрос на време преди да се направят първите гравитационни детектори на вълни. Изчисленията, които д-р Ханам и неговите колеги произвеждат, ще трябва да бъдат готови навреме, ако се надяват да се възползват максимално от тях.
Но д-р Ханам е оптимист. „Години наред сме стъпкани как да разплетим движението на черната дупка“, каза той. „Сега, когато решихме това, знаем какво да правим по-нататък.“
