Symulacja zderzenia czarnych dziur
Nic nie dorówna niszczycielskiej sile czarnej dziury; osobliwość gęstej materii z siłą grawitacji tak silną, że nic, nawet światło nie może uciec. Możesz więc sobie wyobrazić, jak trudno byłoby zbadać region w horyzoncie zdarzeń czarnej dziury. A jednak zdarza się katastrofalne wydarzenie, które powinno dać naukowcom chwilowe spojrzenie na wir, aby częściowo zrozumieć, co się dzieje „tam”. To wydarzenie byłoby zderzenie dwóch czarnych dziur.
Jak zapewne wiesz, w sercu każdej galaktyki czai się supermasywna czarna dziura. Gdy galaktyki się łączą, te czarne dziury również się spotykają. Czasami czarna dziura zostaje gwałtownie wyrzucona w kosmos, a innym razem łączą się w jeszcze bardziej supermasywną czarną dziurę. Kolizja odbywa się poza zasięgiem wzroku, poniżej wspólnego horyzontu zdarzeń. Nie ma więc sposobu, aby zobaczyć, co się dzieje… i przeżyć, aby o tym opowiedzieć.
Jednak patrząc na grawitację astronomowie mogą być w stanie zajrzeć bezpośrednio do strefy zderzenia. Jednym z przewidywań dokonanych przez Alberta Einsteina w ramach jego słynnej ogólnej teorii względności jest to, że dramatyczne wydarzenia grawitacyjne we Wszechświecie, takie jak tworzenie się lub zderzenie czarnych dziur, powinny być wykrywalne przez generowane przez nie fale grawitacyjne. Gdy fale te będą nas zalewać, zmarszczki w czasoprzestrzeni powinny być wykrywalne przez wyjątkowo wrażliwe instrumenty lub statki kosmiczne lecące w szyku.
Zespół naukowców z Cardiff University, Ioannis Kamaretsos, Mark Hannam i B. Sathyaprakash, użył potężnego superkomputera do symulacji, jakie fale grawitacyjne mogą być generowane przez łączenie czarnych dziur. Dwie czarne dziury krążące wokół siebie powinny emitować fale grawitacyjne i stopniowo tracić energię. Powoduje to, że poruszają się spiralnie do wewnątrz, zderzają się i tworzą czarną dziurę, która jest bardzo zdeformowana.
Zgodnie z ich symulacją fale grawitacyjne z tej zdeformowanej czarnej dziury wydadzą charakterystyczny „dźwięk”, jak dzwonek dzwonu. W rzeczywistości, mierząc tylko ten ton, astronomowie będą w stanie wydedukować zarówno masę czarnej dziury, jak i prędkość jej obrotu. Co więcej, zniekształcenie fal grawitacyjnych powinno pozwolić badaczom „zobaczyć”, co dzieje się w horyzoncie zdarzeń czarnej dziury; aby zrozumieć, co się stało z łączącymi się potworami po tym, jak zniknęły pod horyzontem wspólnych wydarzeń.
„Porównując siły różnych tonów, można nie tylko dowiedzieć się o końcowej czarnej dziurze, ale także o właściwościach dwóch oryginalnych czarnych dziur, które brały udział w zderzeniu”, powiedział Ioannis Kamaretsos w komunikacie prasowym.
Oczywiście należy zauważyć, że same fale grawitacyjne są nadal czysto teoretyczne. Mimo że zbudowano już wiele detektorów naziemnych, a po drodze jeszcze bardziej czułych detektorów kosmicznych, nie wykryto jeszcze bezpośredniej fali grawitacyjnej, a jedynie detekcje pośrednie. Nie postawiłbym jednak przeciwko Einsteinowi. Miał całkiem niezłe osiągnięcia.
Oryginalne źródło: Cardiff News Release
