Jauni enerģijas sadursmju simulācijas Visumā ļauj astrofizistiem labāk izprast gravitācijas viļņu radīšanas principu, kas, iespējams, ir visizjūtīgākā iespēja apskatīt debesu pasaules nākotni un saprast, kas notiks tālāk.
Melno caurumu saplūšana tiek uzskatīta par visiespējamāko notikumu, ko visums ir redzējis kopš lielā sprādziena, kas notika pirms vairāk nekā 14 miljardiem gadu. Šis notikums notiek, kad divi (vai vairāki) melni caurumi tiek iesprostoti to savstarpējās gravitācijas laukos, pēc kuriem tie saduras un saplūst vienā veselumā. Teorētiski enerģija, kas rodas to apvienošanas laikā, var radīt ļoti specifisku gravitācijas viļņa izplūdi, kuras modelēšana ir zinātnieku galvenais mērķis.
Saskaņā ar Einšteina vispārējās relativitātes teoriju gravitācijas viļņi rodas divu masveida objektu paātrinājuma rezultātā atklātā telpā, bet zinātne tomēr nevar tieši novērot šo procesu. Netieši, lai redzētu savu ietekmi, jūs varat skatīties tikai balto punduru kustību (piemēram, viena otras orbītā). Laika gaitā to orbītu rādiuss sāk samazināties, un enerģija tiek zaudēta, pēc kuras notiek gravitācijas viļņu emisija.
Lai gan mums ir diezgan laba ideja par to īpašībām, kā tas ir labi zināms, gravitācijas viļņus ir ļoti grūti atklāt, bet, pateicoties jaunajiem pētījumiem, tas var kļūt iespējams, un tas ir melno caurumu saplūšana. "Elektronu lādiņa paātrinājumu rada elektromagnētiskais starojums, tai skaitā gaismas viļņi, kas mums ir redzami," sacīja Teksasas Universitātes zinātnieks Michael Kesden preses relīzē. "Līdzīgi tas notiek ar masas paātrinājumu, kura gravitācijas viļņi būs vairāk nekā redzami, tāpat kā gaisma elektronu gadījumā."
Michael Kesden ir vadošais autors jaunam pētījumam par melno caurumu apvienošanas procesu, kas publicēts Fiziskās apskates vēstulēs.
"Gravitācijas viļņu izmantošana kā uzmanīgs rīks ļauj mums uzzināt gandrīz visu par melno caurumu īpašībām, kas turpinājušās jau miljardiem gadu, un pat to veidošanās," paziņoja presei Džons Gerosa, šī projekta zinātnieks un līdzautors. . "Tas ir ārkārtīgi svarīgi dati, kas pilnībā izprast Visuma evolūcijas procesu."
Pašlaik īstenošanas posmā ir vairāki līdzīgi projekti. Jāatzīmē, ka slavenākie novērošanas centri, kas aprīkoti ar lāzera gravitācijas viļņu skenēšanas interferometru (LIGO), ir tikai divi konkurenti Luiziānā un Vašingtonā.
Izmantojot augstas precizitātes lāzerus, kas ir 4 kilometru tuneļa lielums, ļauj jums noskaidrot, kā gravitācijas viļņi iet caur mūsu planētu. Pašlaik LIGO tiek aktīvi papildināta, lai palielinātu tā jutīgumu. Turklāt Eiropā tiek veidoti arī LIGO analogi. Projekts tika nosaukts par “VIRGO”, un tam ir tāds pats uzdevums kā amerikāņu prototipiem. "Mēs nolēmām, ka mēs palīdzēsim prognozēt gravitācijas viļņu īpašības, ko amerikāņu zinātnieki sagaida ar LIGO palīdzību," sacīja Kembridžas universitātes absolventa projekta "GIRL" līdzautors Ulrihs Sperhaks. "Mēs ceram uz mūsu eksperimentu rezultātiem, lai salīdzinātu tos ar tiem, kas tiks iegūti, izmantojot LIGO," viņš piebilda.
Pētnieki konkrēti virzīja simulāciju uz divu melno caurumu piesaistīšanas procesu un to, kā viņi rotē ap otru.
"Ar esošo tehnoloģiju palīdzību mēs varam izveidot šī procesa datormodeli un apskatīt visu melno caurumu evolūciju (kas reālajā laikā būtu miljardiem gadu) tikai dažu sekunžu laikā," Kesden turpināja prezentāciju. "Tomēr tas nav tikai paātrināts notikumu gaita, ir tādas lietas, ko mēs vienkārši nevaram atpazīt citādi."
Pētnieki cer, ka, izmantojot datoru modeļu datus, viņi varēs iegūt jaunus datus par melno caurumu fūzijām un izpētīt jaunas detaļas par gravitācijas viļņu īpašībām.
Bez šaubām, šo projektu var saukt par revolūciju astronomijas, zinātnes pasaulē, kuras galvenais mērķis ir izpētīt vissvarīgākās un neapšaubāmi visinteresantākās parādības Visumā. Pētījums par gravitācijas viļņiem ļaus zinātniekiem atbildēt uz daudziem šķietami agrāk nepieejamiem jautājumiem, kas mums vismaz nedaudz tuvinās mūsu Visuma izpratnei.
