Pokud jde o mnoho záhad vesmíru, je vyhrazena zvláštní kategorie pro černé díry. Protože jsou pouhým okem neviditelní, zůstávají viditelně nezjištěni a vědci jsou nuceni spoléhat se na „vidění“ účinků, které jejich intenzivní gravitace má na blízké hvězdy a plynové mraky, aby je mohli studovat.
To se asi změní, díky týmu z Cardiffské univerzity. Zde vědci dosáhli průlomu, který by mohl vědcům pomoci objevit stovky černých děr v celém vesmíru.
Vědci Dr. Mark Hannam z Fakulty fyziky a astronomie sestavili teoretický model, který si klade za cíl předpovídat všechny potenciální signály gravitační vlny, které by mohli vědci pracující s detektory gravitačních vln laserového interferonu (LIGO) nalézt .
Tyto detektory, které fungují jako mikrofony, jsou určeny k vyhledávání zbytků kolizí černé díry. Když jsou zapnuty, tým Cardiff doufá, že jejich výzkum bude fungovat jako jakýsi „průvodce pozorovatelů“ a pomůže vědcům zachytit slabé vlnění kolizí - známé jako gravitační vlny -, ke kterým došlo před miliony let.
Cardiffský tým, který se skládá z postdoktorských vědců, doktorandů a spolupracovníků z univerzit v Evropě a ve Spojených státech, bude spolupracovat s vědci z celého světa, když se pokusí odhalit původ vesmíru.
"Rychlé otáčení černých děr způsobí, že se oběžné dráhy zakolísají, stejně jako poslední zvlnění točící se horní části, než spadne," řekl Hannam. "Tyto kolísání mohou způsobit, že černé díry vystopují divoké cesty kolem sebe, což vede k extrémně komplikovaným signálům gravitační vlny. Náš model si klade za cíl předpovědět toto chování a pomoci vědcům najít signály v datech detektoru. “
Nový model byl již naprogramován do počítačových kódů, které se vědci LIGO z celého světa připravují na hledání fúzí černých děr, když se detektory zapnou.
Dr. Hannam dodal: „Obě dráhy těchto rotujících černých děr někdy vypadají úplně zamotané jako koule strun. Ale pokud si představujete, jak se točí kolem černých děr, pak to vypadá mnohem jasněji a my si můžeme napsat rovnice, které popisují, co se děje. Je to jako dívat se na dítě na vysokorychlostní jízdě v zábavním parku, zřejmě mávat rukama kolem. Z postranních čar je nemožné říct, co dělají. Ale pokud sedíte vedle nich, mohou sedět dokonale klidně, jen vám dává palec nahoru. “
Ale samozřejmě je ještě třeba udělat: „Doposud jsme zahrnuli pouze tyto precesní efekty, zatímco černé díry se k sobě spirály,“ řekl Dr. Hannam. "Stále musíme pracovat přesně podle toho, co se točí, když se černé díry srazí."
K tomu potřebují provést velké počítačové simulace, aby vyřešili Einsteinovy rovnice na okamžik před a po srážce. Rovněž budou muset vytvořit mnoho simulací, aby zachytili dostatek kombinací hmotností černých děr a směrů rotace, aby pochopili celkové chování těchto složitých systémů.
Kromě toho je čas pro Cardiffův tým poněkud omezený. Jakmile jsou detektory zapnuty, bude to jen otázka času, než budou provedeny první gravitační detekce vln. Výpočty, které Dr. Hannam a jeho kolegové vytvářejí, se budou muset připravit včas, pokud doufají, že z nich budou co nejlépe vytěžit.
Ale doktor Hannam je optimistický. "Celá léta jsme byli povýšeni na to, jak rozmotat pohyb černé díry," řekl. "Teď, když jsme to vyřešili, víme, co dělat dál."
