Nya simuleringar av energikollisioner i universum gör det möjligt för astrofysiker att förstå djupare principen att generera gravitationsvågor, vilket kanske är det mest spännande möjligheten att se in i den himmelske världens framtid och förstå vad som kommer hända därefter.
Sammanslagningen av svarta hål anses vara den mest epokroducerande händelsen som universum någonsin har sett sedan den stora smällen som inträffade för mer än 14 miljarder år sedan. Denna händelse inträffar när två (eller fler) svarta hål blir fastna av sina ömsesidiga gravitationsfält, varefter de kolliderar och sammanfogar sig i en enda helhet. I teorin kan den energi som produceras under deras sammanslagning generera en mycket specifik utstötning av en gravitationsvåg, vars modellering är huvudmålet för forskare.
Enligt Einsteins teori om generell relativitet genereras gravitationsvågor som ett resultat av accelerationen av två massiva objekt i öppet utrymme, men vetenskapen kan inte direkt observera denna process. Indirekt, för att se deras inflytande, kan du bara titta på rörelsen av vita dvärgar (till exempel i omlopp av varandra). Med tidens gång börjar radien av sina banor att minska, och energin förloras, varefter utsläppen av gravitationella vågor uppträder.
Även om vi har en ganska bra uppfattning om sina egenskaper är det, som det är känt, svårt att upptäcka gravitationsvågor, men tack vare ny forskning kan detta bli möjligt och det är sammanflödet av svarta hål som är nyckeln till detta. "Elektronikladdningens acceleration produceras av elektromagnetisk strålning, inklusive ljusvågor som är synliga för oss", säger Michael Kesden, en forskare vid University of Texas, i ett pressmeddelande. "På samma sätt sker det med massans acceleration, vars gravitationsvågor kommer att vara mer än synliga, som ljuset när det gäller elektroner."
Michael Kesden är ledande författare till en ny studie om black hole-fusionsprocessen som publicerades i Physical Review Letters.
"Användningen av gravitationsvågor som ett observerat verktyg gör det möjligt för dig att lära dig nästan allt om egenskaperna hos svarta hål som har funnits kvar i miljarder år och till och med hur de bildades", tillfogade David Gerosa, forskare och medförfattare till detta projekt. . "Det här är extremt viktiga data som fullt ut förstår processen i universums utveckling."
För närvarande finns det flera liknande projekt vid genomförandefasen. Det bör noteras att de mest kända observatorierna som är utrustade med en laser gravitationsvågskanningsinterferometer (LIGO) är bara två konkurrenter i Louisiana och Washington.
Med hjälp av hög precision lasrar storleken på en 4 kilometer tunnel, kan du skanna hur gravitationella vågor passerar genom vår planet. För närvarande uppdateras LIGO aktivt för att öka sin känslighet. Dessutom skapas även LIGO-analoger i Europa. Projektet heter "VIRGO" och har samma uppdrag som de amerikanska prototyperna. "Vi bestämde oss för att vi skulle bidra till att förutse egenskaperna hos gravitationella vågor som amerikanska forskare förväntar sig att ta emot med hjälp av LIGO", säger Ulrich Sterhak, medförfattare till projektet "GIRL", en doktorand vid University of Cambridge. "Vi ser fram emot resultaten av våra experiment för att jämföra dem med dem som kommer att erhållas med hjälp av LIGO," tillade han.
Forskarna riktade specifikt simuleringen till processen att locka två svarta hål och hur de skulle rotera runt varandra.
"Med hjälp av befintlig teknik kan vi skapa en datormodell av denna process och se hela utvecklingen av svarta hål (som i realtid skulle ta miljarder år) på bara några sekunder", fortsatte Kesden sin presentation. "Men det här är inte bara en påskyndad händelse, det finns sådana saker som vi helt enkelt inte kan känna igen på något annat sätt."
Forskarna hoppas att de med hjälp av data från datormodeller kommer att kunna få fram nya uppgifter om svarta hålfusioner och utforska nya detaljer om egenskaperna hos gravitationella vågor.
Utan tvekan kan detta projekt kallas en revolution i världens astronomi, vetenskap, vars huvudsyfte är att studera de viktigaste och utan tvekan de mest intressanta fenomenen i universum. Studien av gravitationsvågor gör det möjligt för forskare att svara på de många till synes tidigare helt otillgängliga frågorna som kommer att ge oss åtminstone lite närmare förståelsen av vårt universum.
