Nove simulacije energetskih trkov v vesolju omogočajo astrofizikom, da bolje razumejo načelo generiranja gravitacijskih valov, kar je morda najbolj razburljiva priložnost, da pogledamo v prihodnost nebesnega sveta in razumemo, kaj se bo zgodilo.
Združitev črnih lukenj se šteje za najbolj epohalni dogodek, ki ga je vesolje videlo od velikega poka, ki se je zgodil pred več kot 14 milijardami let. Ta dogodek se zgodi, ko se dve (ali več) črni luknji ujamejo s svojimi vzajemnimi gravitacijskimi polji, nato pa trčijo in se združita v eno celoto. Teoretično lahko energija, ki nastane med njihovim združevanjem, ustvari zelo specifično izmet gravitacijskega vala, katerega modeliranje je glavni cilj znanstvenikov.
Po Einsteinovi teoriji splošne relativnosti so gravitacijski valovi nastali kot posledica pospeševanja dveh masivnih objektov v odprtem prostoru, vendar znanost tega procesa še ne more neposredno opazovati. Posredno, da bi videli njihov vpliv, lahko opazujete le gibanje belih palčkov (na primer v orbiti drug drugega). S pretekom časa se polmer njihovih orbit začne zmanjševati in energija se izgublja, po kateri se pojavi emisija gravitacijskih valov.
Čeprav imamo zelo dobro predstavo o njihovih lastnostih, kot je dobro znano, je težko zaznati gravitacijske valove, toda zahvaljujoč novim raziskavam je to mogoče in to je sotočje črnih lukenj, ki je ključ do tega. "Pospešek naboja elektronov nastane z elektromagnetnim sevanjem, vključno z vidnimi svetlobnimi valovi," je v sporočilu za javnost dejal Michael Kesden, znanstvenik z Univerze v Teksasu. "Podobno se zgodi s pospeševanjem mase, katere gravitacijski valovi bodo več kot vidni, kot svetloba v primeru elektronov."
Michael Kesden je glavni avtor nove študije o procesu združevanja črnih lukenj, objavljeni v Physical Review Letters.
"Uporaba gravitacijskih valov kot opazovalnega orodja vam omogoča, da se naučite skoraj vse o značilnostih črnih lukenj, ki so še vedno obstajale milijarde let in celo kako so se oblikovale," je dejal David Gerosa, znanstvenik in soavtor tega projekta. . "To so izjemno pomembni podatki, ki bodo v celoti razumeli proces evolucije vesolja."
Trenutno je v fazi izvajanja več podobnih projektov. Treba je opozoriti, da so najbolj znani observatoriji, opremljeni z laserskim gravitacijskim valovnim interferometrom (LIGO), samo dva konkurenta v Louisiani in Washingtonu.
Z uporabo visokopreciznih laserjev velikosti 4 kilometra tunela, lahko pregledate, kako gravitacijski valovi gredo skozi naš planet. Trenutno se LIGO aktivno nadgrajuje, da bi povečala svojo občutljivost. Poleg tega se v Evropi ustvarjajo tudi analogi LIGO. Projekt je bil imenovan "VIRGO" in ima isto nalogo kot ameriški prototipi. "Odločili smo se, da bomo pomagali napovedati značilnosti gravitacijskih valov, ki jih ameriški znanstveniki pričakujejo s pomočjo LIGO," je povedal Ulrich Sterhak, soavtor projekta "GIRL", diplomant Univerze v Cambridgeu. "Veselimo se rezultatov naših poskusov, da bi jih primerjali s tistimi, ki bodo pridobljeni z uporabo LIGO," je dodal.
Raziskovalci so simulacijo posebej usmerili v proces privabljanja dveh črnih lukenj in kako bi se vrteli okrog drug drugega.
"S pomočjo obstoječih tehnologij lahko ustvarimo računalniški model tega procesa in si ogledamo celoten razvoj črnih lukenj (ki bi v realnem času trajale milijarde let) v samo nekaj sekundah," je nadaljeval Kesden predstavitev. "Vendar to ni le pospešen potek dogodkov, obstajajo stvari, ki jih preprosto ne moremo drugače prepoznati."
Raziskovalci upajo, da bodo s pomočjo podatkov iz računalniških modelov lahko pridobili nove podatke o zlitjih črne luknje in raziskali nove podrobnosti o značilnostih gravitacijskih valov.
Brez dvoma se ta projekt lahko imenuje revolucija v svetu astronomije, znanosti, katere glavni namen je preučiti najpomembnejše in nedvomno najbolj zanimive pojave v vesolju. Študija gravitacijskih valov bo znanstvenikom omogočila, da bodo odgovorili na številna na videz povsem nedostopna vprašanja, ki nas bodo vsaj malo približala razumevanju našega vesolja.
