Az univerzum sok rejtélyével kapcsolatban külön kategóriát kell fenntartani a fekete lyukak számára. Mivel szabad szemmel láthatatlanok, láthatóan észrevehetetlen marad, és a tudósok arra kényszerülnek, hogy „meglátják” az intenzív gravitáció által a közeli csillagokra és gázfelhőkre gyakorolt hatásokat, hogy megvizsgálják őket.
Ez valószínűleg meg fog változni, köszönhetően a Cardiff Egyetem csapatának. A kutatók itt olyan áttörést értek el, amely segíthet a tudósoknak a fekete lyukak százai felfedezésében az Univerzum egész területén.
Dr. Mark Hannam vezetésével a Fizikai és Csillagászati Intézetből a kutatók elméleti modellt építettek fel, amelynek célja az összes potenciális gravitációs hullámjelet megjósolni, amelyeket a lézerinterferométer gravitációs-hullám-megfigyelő (LIGO) detektorokkal működő tudósok találhatnak meg. .
Ezeket az érzékelőket, amelyek úgy viselkednek, mint a mikrofonok, a fekete lyukkal történő ütközések maradványainak felkutatására tervezték. Bekapcsolásuk után a Cardiff csapata reméli, hogy kutatásuk egyfajta „észlelõi útmutatóként” fog szolgálni, és segít a tudósoknak felvenni a több millió évvel ezelõtt zajló ütközések halvány hullámait - gravitációs hullámok néven.
A posztdoktori kutatókból, doktorandusz hallgatókból és az európai és az Egyesült Államok egyetemi kollégáiból álló Cardiff-csapat a világ minden tájáról tudósokkal fog dolgozni, amikor megpróbálják feltárni az univerzum eredetét.
"A fekete lyukak gyors forgása miatt a pályák ingadoznak, akárcsak a forgó tetej utolsó hullámai, mielőtt az felborulna" - mondta Hannam. „Ezek a hullámok a fekete lyukakat arra vezethetik, hogy a vad utak egymás körül nyomon kövessék őket, és ez rendkívül bonyolult gravitációs hullámjelekhez vezet. Modellünk célja ennek a viselkedésnek a megjósolása, és segít a tudósoknak a jelek megtalálásában az érzékelő adataiban. ”
Az új modellt már beépítették a számítógépes kódokba, amelyeket a LIGO tudósai az egész világon felkutatnak arra, hogy fekete detektoros fúziók keresésére szolgáljanak, amikor az érzékelők bekapcsolnak.
Dr. Hannam hozzátette: „Ezeknek a forgó fekete lyukaknak a pályái néha teljesen összegabalyodnak, mint egy húrgömb. De ha elképzeljük, hogy körül forog a fekete lyukak, akkor az sokkal tisztábbnak tűnik, és az egyenleteket leírhatjuk, hogy leírjuk, mi történik. Olyan, mintha egy gyereknéznénk egy nagy sebességű forgó vidámparkútra, látszólag integetve a kezüket. Az oldalról nézve lehetetlen megmondani, mit csinálnak. De ha mellette ülsz, akkor valószínűleg teljesen ülnek, csak odaadják a hüvelykujját.
De természetesen még van tennivalónk: "Eddig csak ezeket a precessziós hatásokat vettük figyelembe, miközben a fekete lyukak egymás felé spirálisak voltak" - mondta Dr. Hannam. "Még mindig pontosan azt kell dolgoznunk, amit a forog, ha a fekete lyukak összeütköznek."
Ehhez nagyméretű számítógépes szimulációkat kell végrehajtaniuk, hogy megoldják Einstein egyenleteit az ütközés előtti és utáni pillanatokra. Sok szimulációt kell készíteniük a fekete lyuk tömegének és a centrifugálási irányok elegendő kombinációjának megragadásához, hogy megértsék e bonyolult rendszerek általános viselkedését.
Ezen túlmenően az idő kissé korlátozott a Cardiff csapat számára. Az érzékelők bekapcsolása után csak idő kérdése, mielőtt az első gravitációs hullámdetektálás megtörténik. Azokat a számításokat, amelyeket Dr. Hannam és kollégái készítenek, időben el kell készíteni, ha remélik, hogy a legtöbbet hozza ki.
De Dr. Hannam optimista. "Évekig arra buzdítottuk, hogyan lehet kibontani a fekete lyuk mozgását" - mondta. "Most, hogy megoldottuk ezt, tudjuk, hogy mit tegyünk ezután."
