Нови симулации на сблъсъци на енергия във Вселената позволяват на астрофизиците да разберат по-добре принципа на генериране на гравитационни вълни, което е може би най-вълнуващата възможност да се погледне в бъдещето на небесния свят и да се разбере какво ще се случи след това.
Сливането на черни дупки се смята за най-епохалното събитие, което вселената някога е виждала след големия взрив, настъпил преди повече от 14 милиарда години. Това събитие се случва, когато две (или повече) черни дупки попадат в капан от взаимните си гравитационни полета, след което се сблъскват и сливат в едно цяло. На теория енергията, която се произвежда по време на сливането им, може да генерира много специфично изтласкване на гравитационна вълна, чието моделиране е основната цел на учените.
Според теорията на Айнщайн за общата теория на относителността, гравитационните вълни се генерират в резултат на ускоряването на два масивни обекта в открито пространство, но науката все още не може директно да наблюдава този процес. Косвено, за да видим тяхното влияние, можете само да наблюдавате движението на бели джуджета (например, в орбита един на друг). С течение на времето радиусът на орбитите им започва да намалява и енергията се губи, след което се получава емисия на гравитационни вълни.
Въпреки че имаме доста добра представа за техните свойства, както е добре известно, гравитационните вълни са много трудни за откриване, но благодарение на новите изследвания, това може да стане възможно и това е сливането на черните дупки, което е ключът към това. "Ускоряването на заряда на електрони се произвежда от електромагнитното излъчване, включително светлинните вълни, които се виждат от нас", казва Майкъл Кесден, учен в Университета на Тексас, в прессъобщение. "По същия начин това се случва с ускорението на масата, гравитационните вълни от които ще бъдат повече от видими, като светлината в случая на електроните."
Майкъл Кесден е водещ автор на ново изследване на процеса на сливане на черни дупки, публикуван в Physical Review Letters.
"Използването на гравитационни вълни като наблюдателен инструмент ни позволява да разберем почти всичко за характеристиките на черните дупки, които продължават да съществуват в продължение на милиарди години и дори как са се образували", добави Дейвид Героса, учен и съавтор на този проект. , "Това са изключително важни данни, които напълно ще разберат процеса на еволюцията на Вселената."
Понастоящем има няколко подобни проекта на етапа на изпълнение. Трябва да се отбележи, че най-известните обсерватории, оборудвани с лазерно-гравитационно-вълнови сканиращ интерферометър (LIGO), са само двама конкуренти, разположени в Луизиана и Вашингтон.
Използването на високопрецизни лазери с размер на тунел от 4 километра ви позволява да сканирате как гравитационните вълни минават през нашата планета. В момента LIGO се актуализира активно, за да повиши чувствителността си. Освен това в Европа се създават аналози на LIGO. Проектът е наречен “VIRGO” и има същата мисия като американските прототипи. "Решихме, че ще помогнем да се предскажат характеристиките на гравитационните вълни, които американските учени очакват да получат с помощта на LIGO," каза Улрих Стерхак, съавтор на проекта "GIRL", завършил университета в Кеймбридж. "Очакваме с нетърпение резултатите от нашите експерименти, за да ги сравним с тези, които ще бъдат получени чрез LIGO", добави той.
Изследователите специално насочиха симулацията към процеса на привличане на две черни дупки и как те ще се въртят един около друг.
"С помощта на съществуващите технологии можем да създадем компютърен модел на този процес и да видим цялата еволюция на черните дупки (които в реално време ще отнемат милиарди години) само за няколко секунди", продължава Кесен. "Но това не е просто ускорен ход на събитията, има такива неща, които просто не можем да разпознаем по друг начин."
Изследователите се надяват, че с помощта на данни от компютърни модели ще могат да получат нови данни за сливания на черна дупка и да изследват нови детайли за характеристиките на гравитационните вълни.
Без съмнение този проект може да се нарече революция в света на астрономията, науката, чиято основна цел е да изучава най-важните и без съмнение най-интересните явления във Вселената. Изследването на гравитационните вълни ще позволи на учените да отговорят на много привидно по-рано напълно недостъпни въпроси, които ще ни донесат поне малко по-близо до разбирането на нашата Вселена.
