Όσον αφορά τα πολλά μυστήρια του Σύμπαντος, μια ειδική κατηγορία προορίζεται για τις μαύρες τρύπες. Δεδομένου ότι είναι αόρατα με γυμνό μάτι, παραμένουν ορατά απαρατήρητα, και οι επιστήμονες αναγκάζονται να βασίζονται στο να «βλέπουν» τις επιπτώσεις που έχει η έντονη βαρύτητά τους στα κοντινά αστέρια και τα σύννεφα αερίων για να τα μελετήσουν.
Αυτό μπορεί να αλλάξει, χάρη σε μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ. Εδώ, οι ερευνητές πέτυχαν μια σημαντική ανακάλυψη που θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να ανακαλύψουν εκατοντάδες μαύρες τρύπες σε όλο το Σύμπαν.
Με επικεφαλής τον Δρ Mark Hannam από τη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας, οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει ένα θεωρητικό μοντέλο που στοχεύει στην πρόβλεψη όλων των πιθανών σημάτων βαρυτικών κυμάτων που θα μπορούσαν να βρεθούν από επιστήμονες που εργάζονται με τους ανιχνευτές Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). .
Αυτοί οι ανιχνευτές, που δρουν σαν μικρόφωνα, έχουν σχεδιαστεί για να αναζητούν υπολείμματα συγκρούσεων μαύρων οπών. Όταν είναι ενεργοποιημένα, η ομάδα του Κάρντιφ ελπίζει ότι η έρευνά τους θα λειτουργήσει ως ένα είδος «οδηγού spotters» και θα βοηθήσει τους επιστήμονες να πάρουν τους αμυδρούς κυματισμούς των συγκρούσεων - γνωστοί ως βαρυτικά κύματα - που πραγματοποιήθηκαν πριν από εκατομμύρια χρόνια.
Αποτελούμενη από μεταδιδακτορικούς ερευνητές, διδακτορικούς φοιτητές και συνεργάτες από πανεπιστήμια στην Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες, η ομάδα του Κάρντιφ θα συνεργαστεί με επιστήμονες σε όλο τον κόσμο καθώς προσπαθούν να αποκαλύψουν την προέλευση του Σύμπαντος.
«Η ταχεία περιστροφή των μαύρων τρυπών θα κάνει τις τροχιές να ταλαντεύονται, όπως και οι τελευταίες ταλαντεύσεις μιας περιστρεφόμενης κορυφής πριν πέσει», είπε ο Hannam. «Αυτές οι ταλαντώσεις μπορούν να κάνουν τις μαύρες τρύπες να εντοπίζουν άγρια μονοπάτια μεταξύ τους, οδηγώντας σε εξαιρετικά περίπλοκα σήματα βαρυτικών κυμάτων. Το μοντέλο μας στοχεύει να προβλέψει αυτήν τη συμπεριφορά και να βοηθήσει τους επιστήμονες να βρουν τα σήματα στα δεδομένα του ανιχνευτή. "
Ήδη, το νέο μοντέλο έχει προγραμματιστεί στους κωδικούς υπολογιστών που οι επιστήμονες της LIGO ετοιμάζουν να χρησιμοποιήσουν για να αναζητήσουν συγχωνεύσεις μαύρων οπών όταν ενεργοποιούνται οι ανιχνευτές.
Ο Δρ Hannam πρόσθεσε: «Μερικές φορές οι τροχιές από αυτές τις περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες φαίνονται εντελώς μπερδεμένες, σαν μια μπάλα από κορδόνι. Αλλά αν φαντάζεστε να περιστρέφονται με τις μαύρες τρύπες, τότε όλα φαίνονται πολύ πιο καθαρά και μπορούμε να γράψουμε εξισώσεις για να περιγράψουμε τι συμβαίνει. Είναι σαν να βλέπεις ένα παιδί σε μια βόλτα στο λούνα παρκ υψηλής ταχύτητας, προφανώς κουνώντας τα χέρια του. Από τις πλευρικές γραμμές, είναι αδύνατο να πούμε τι κάνουν. Αλλά αν κάθεσαι δίπλα τους, μπορεί να κάθονται εντελώς ακίνητοι, δίνοντάς σου τους αντίχειρες. "
Φυσικά, υπάρχει ακόμη δουλειά που πρέπει να κάνουμε: «Μέχρι στιγμής έχουμε συμπεριλάβει μόνο αυτά τα εφέ μετάβασης ενώ οι μαύρες τρύπες στρέφονται το ένα προς το άλλο», δήλωσε ο Δρ Hannam. «Πρέπει ακόμα να δουλέψουμε ακριβώς τι κάνουν οι περιστροφές όταν συγκρούονται οι μαύρες τρύπες».
Για αυτό πρέπει να εκτελέσουν μεγάλες προσομοιώσεις υπολογιστών για να λύσουν τις εξισώσεις του Αϊνστάιν για τις στιγμές πριν και μετά τη σύγκρουση. Θα πρέπει επίσης να παράγουν πολλές προσομοιώσεις για να καταγράψουν αρκετούς συνδυασμούς μαζών μαύρων οπών και κατευθύνσεων περιστροφής για να κατανοήσουν τη συνολική συμπεριφορά αυτών των περίπλοκων συστημάτων.
Επιπλέον, ο χρόνος είναι κάπως περιορισμένος για την ομάδα του Κάρντιφ. Μόλις ενεργοποιηθούν οι ανιχνευτές, θα είναι μόνο θέμα χρόνου πριν γίνουν οι πρώτες ανιχνεύσεις κύματος βαρύτητας. Οι υπολογισμοί που παράγουν ο Δρ Hannam και οι συνάδελφοί του θα πρέπει να είναι έτοιμοι εγκαίρως εάν ελπίζουν να αξιοποιήσουν στο έπακρο.
Αλλά ο Δρ Hannam είναι αισιόδοξος. «Για χρόνια βρισκόμασταν αντιμέτωποι με το πώς να ξεμπερδέψουμε την κίνηση της μαύρης τρύπας», είπε. "Τώρα που το λύσαμε, ξέρουμε τι να κάνουμε στη συνέχεια."
