Runājot par daudzajiem Visuma noslēpumiem, melnajiem caurumiem ir paredzēta īpaša kategorija. Tā kā tie ir neredzami ar neapbruņotu aci, tie paliek redzami neatklāti, un zinātnieki ir spiesti paļauties uz to, ka “redz” to intensīvā smaguma ietekmi uz tuvumā esošajām zvaigznēm un gāzes mākoņiem, lai tos izpētītu.
Iespējams, ka tas mainīsies, pateicoties Kārdifas universitātes komandai. Šeit pētnieki ir sasnieguši izrāvienu, kas varētu palīdzēt zinātniekiem atklāt simtiem melno caurumu visā Visumā.
Marka Hannama vadībā no Fizikas un astronomijas skolas, pētnieki ir izveidojuši teorētisko modeli, kura mērķis ir paredzēt visus potenciālos gravitācijas viļņu signālus, ko varētu atrast zinātnieki, kas strādā ar lāzera interferometra gravitācijas viļņu novērošanas (LIGO) detektoriem. .
Šie detektori, kas darbojas kā mikrofoni, ir paredzēti, lai meklētu melno caurumu sadursmju paliekas. Kad tie tiek ieslēgti, Kārdifas komanda cer, ka viņu pētījumi darbosies kā sava veida “novērotāju ceļvedis” un palīdzēs zinātniekiem uztvert vājos sadursmju veidus - tā sauktos gravitācijas viļņus -, kas notika pirms miljoniem gadu.
Kardifas komanda, kuru veido pēcdoktorantūras pētnieki, doktoranti un līdzstrādnieki no Eiropas un ASV universitātēm, sadarbosies ar zinātniekiem visā pasaulē, cenšoties atklāt Universa pirmsākumus.
"Ātra melno caurumu vērpšana liks orbītām ļodzīties tāpat kā pēdējie vērpšanas virspuses viļņi pirms tā apgāšanās," sacīja Hannams. “Šie vobleri var likt melnajiem caurumiem izsekot savvaļas ceļiem ap otru, izraisot ārkārtīgi sarežģītus gravitācijas viļņu signālus. Mūsu modeļa mērķis ir paredzēt šo uzvedību un palīdzēt zinātniekiem atrast signālus detektora datos. ”
Jau tagad jaunais modelis ir ieprogrammēts datoru kodos, kurus LIGO zinātnieki visā pasaulē gatavojas izmantot, lai meklētu melno caurumu apvienošanos, kad detektori ieslēdzas.
Dr Hannam piebilda: “Dažreiz šo vērpjošo melno caurumu orbītas izskatās pilnīgi sapinušās kā auklas bumba. Bet, ja jūs iedomājaties virpuļot ar melnajiem caurumiem, tad tas viss izskatās daudz skaidrāk, un mēs varam pierakstīt vienādojumus, lai aprakstītu notiekošo. Tas ir tāpat kā skatīties, kā bērns brauc uz ātrgaitas vērpšanas atrakciju parku, acīmredzot vicinot rokas apkārt. Skatoties no malas, nav iespējams pateikt, ko viņi dara. Bet, ja jūs sēdētu blakus, viņi varētu sēdēt pilnīgi mierīgi, tikai dodot jums īkšķus. ”
Bet, protams, joprojām ir darāmā: “Līdz šim mēs esam iekļāvuši tikai šos precesijas efektus, kamēr melnie caurumi ir spirāli viens pret otru,” sacīja Dr Hannam. "Mums joprojām ir jāstrādā tieši tā, kā griežas, kad melnie caurumi saduras."
Tādēļ viņiem jāveic lielas datoru simulācijas, lai atrisinātu Einšteina vienādojumus mirkļiem pirms un pēc sadursmes. Viņiem būs jāizstrādā arī daudzas simulācijas, lai iegūtu pietiekami daudz melno caurumu masu un griešanās virzienu kombinācijas, lai izprastu šo sarežģīto sistēmu vispārējo izturēšanos.
Turklāt Kārdifas komandai laiks ir nedaudz ierobežots. Kad detektori būs ieslēgti, būs nepieciešams tikai laika jautājums, pirms tiks veikti pirmie gravitācijas viļņu detektēšana. Dr Hannam un viņa kolēģu aprēķiniem būs jābūt savlaicīgi sagatavotiem, ja viņi cer tos izmantot pēc iespējas labāk.
Bet doktors Hannam ir optimistisks. "Gadiem ilgi mēs bijām aizkavējušies jautājumā par to, kā atvienot melnā cauruma kustību," viņš sacīja. "Tagad, kad to esam atrisinājuši, mēs zinām, ko darīt tālāk."
