Kui rääkida universumi paljudest saladustest, siis mustade aukude jaoks on spetsiaalne kategooria. Kuna need on palja silmaga nähtamatud, jäävad nad silmnähtavalt märkamatuks ja teadlased on sunnitud nende uurimiseks toetuma nende intensiivse gravitatsiooni mõjust lähedalasuvatele tähtedele ja gaasipilvedele.
See võib muutuda tänu Cardiffi ülikooli meeskonnale. Siin on teadlased saavutanud läbimurde, mis võiks aidata teadlastel avastada sadu mustaid auke kogu Universumis.
Füüsika ja astronoomiakoolist pärit dr Mark Hannami juhtimisel on teadlased ehitanud üles teoreetilise mudeli, mille eesmärk on ennustada kõiki potentsiaalseid gravitatsioonilaine signaale, mida võivad leida laseriga interferomeetri gravitatsioonilainete vaatluskeskuse (LIGO) detektoritega töötavad teadlased. .
Need detektorid, mis toimivad nagu mikrofonid, on loodud musta augu kokkupõrgete jäänuste otsimiseks. Pärast nende sisselülitamist loodab Cardiffi meeskond, et nende uurimistöö on omamoodi „vaatlejate juhend” ja aitab teadlastel korjata miljonite aastate eest toimunud kokkupõrgete nõrku laineid - gravitatsioonilaineid.
Koosseisus järeldoktoritest, doktorantidest ning Euroopa ja USA ülikoolide kaastöötajatest koosnev Cardiffi meeskond teeb koostööd teadlastega kogu maailmas, kui nad üritavad lahti seletada universumi päritolu.
"Mustade aukude kiire pöörlemine paneb orbiidid võbuma, nagu ka ketruskepi viimased võnked, enne kui see ümber kukub," ütles Hannam. Need võnkumised võivad panna mustad augud üksteise ümber metsikuid radu jälitama, põhjustades äärmiselt keerulisi gravitatsioonilaine signaale. Meie mudeli eesmärk on sellist käitumist ennustada ja aidata teadlastel detektoriandmetes olevaid signaale leida. ”
Juba on uus mudel programmeeritud arvutikoodidesse, mida LIGO teadlased kogu maailmas kavatsevad kasutada detektorite sisselülitamisel musta auguga ühinemiste otsimiseks.
Dr Hannam lisas: “Mõnikord näevad nende keerlevate mustade aukude orbiidid täiesti sassis, nagu nööripalli. Kui aga kujutate ette keerutamist mustade aukudega, tundub see kõik palju selgem ja toimuva kirjeldamiseks võime võrrandid kirja panna. See on nagu üks laps, kes jälgib kiirel pöörleval lõbustuspargil sõitmist, ilmselt näpuga ajades. Kõrvalt vaadates on võimatu öelda, mida nad teevad. Aga kui sa istud nende kõrval, võivad nad istuda täiesti paigal, vaid annavad sulle pöidlad. ”
Kuid muidugi on vaja veel tööd teha: "Siiani oleme neid pretsessiooniefekte kaasanud ainult siis, kui mustad augud on üksteise suhtes spiraalsed," ütles dr Hannam. "Peame ikkagi tegema täpselt seda, mida keerutused teevad, kui mustad augud kokku põrkavad."
Selleks peavad nad läbi viima suured arvutisimulatsioonid, et lahendada Einsteini võrrandid hetkeks enne ja pärast kokkupõrget. Nende keerukate süsteemide üldise käitumise mõistmiseks peavad nad tootma ka palju simulatsioone, et saada piisavalt musta augu masside ja keerutamisjuhiste kombinatsioone.
Lisaks on aeg Cardiffi meeskonna jaoks mõnevõrra piiratud. Kui detektorid on sisse lülitatud, on vaid aja küsimus, enne kui esimesed gravitatsioonilise laine tuvastused tehakse. Dr Hannami ja tema kolleegide arvutused tuleb õigeks ajaks valmis teha, kui nad loodavad neist maksimaalselt kasu saada.
Kuid dr Hannam on optimistlik. "Aastaid oli meil komistatud, kuidas musta augu liikumist lahti harutada," ütles ta. "Nüüd, kui oleme selle lahendanud, teame, mida edasi teha."
