|
Вычислили точную форму гравитационной волны
|
|
|
|
Астрофизик-теоретик из Университета Западной Вирджинии в Моргантауне вычислил точную математическую формулу для формы волны, создаваемой двумя сливающимися черными дырами. Препринт статьи доступен на сайте ArXiv.org.
|
|
|
|
В 1916 году Эйнштейн предсказал, что, когда две звезды вращаются друг вокруг друга, они будут излучать гравитационные волны. И хотя физик полагал, что волны будут слишком слабыми, чтобы их можно было обнаружить, в 2015 году физики с помощью лазерного интерферометра гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) заметили всплеск волн от слияния двух черных дыр в 1,3 миллиарда световых лет от нас, используя оптические инструменты в Хэнфорде, Вашингтон, и Ливингстоне, Луизиана.
|
|
|
|
Когда две черные дыры сближаются по спирали, они испускают в пространство рябь. При ускорении вращения интенсивность волн возрастает, а когда два объекта сталкиваются, она исчезает. Чтобы расшифровать сигнал и определить массы черных дыр и другие параметры, ученые сравнивают его с каталогом моделируемых сигналов.
|
|
|
Согласно общей теории относительности, гравитация возникает, когда масса и энергия искривляют пространство-время. А черная дыра — это сверхинтенсивное гравитационное поле, возникшее, когда массивная звезда коллапсирует в бесконечно малую точку. Поэтому, когда две черные дыры вращаются вместе, искривление порождает искривление и делает математическое моделирование практически невозможным.
|
|
|
|
Или так предполагали многие ученые. Однако Шон Мак-Уильямс, сотрудник Университета Западной Вирджинии в Моргантауне, заявил, что нашел способ вычислить форму гравитационной волны при слиянии разных по массе черных дыр.
|
|
|
|
Предыдущие попытки вычислить точную форму волны от слияния черных дыр основывались на стандартном математическом преобразовании, превратившем задачу о двух вращающихся черных дырах в задачу об одном теле, вращающемся по спирали в воронкообразном энергетическом ландшафте. Но оказалось, что на самом деле во внутренней стабильной круговой орбите тело перестает вращаться по спирали. Это заставляет исследователей корректировать свои расчеты с помощью численного моделирования.
|
|
|
|
Мак-Уильямс понял, что он может избежать этой проблемы, перейдя ко второй сливающейся черной дыре. Затем он использовал общую теорию относительности, чтобы вычислить, как крошечная масса спиралями входит и возмущает вторую черную дыру. Это позволило астрофизику вычислить форму гравитационной волны, которая при этом получается.
|
|
|
|
Источник
|
