Kun kyse on maailmankaikkeuden monista mysteereistä, mustille reikille on varattu erityinen luokka. Koska ne ovat näkymättömiä paljaalla silmällä, ne pysyvät näkyvästi havaitsemattomina, ja tutkijoiden on pakko luottaa "näkemiseen" niiden voimakkaan painovoiman vaikutukset läheisiin tähtiin ja kaasupilviin tutkiakseen niitä.
Se saattaa olla muuttumassa Cardiffin yliopiston tiimin ansiosta. Täällä tutkijat ovat saavuttaneet läpimurron, joka voi auttaa tutkijoita löytämään satoja mustia reikiä koko maailmankaikkeudessa.
Fysiikan ja tähtitieteen korkeakoulun tohtori Mark Hannamin johtamat tutkijat ovat rakentaneet teoreettisen mallin, jonka tarkoituksena on ennustaa kaikkia mahdollisia painovoima-signaaleja, joita LIGO-detektorien kanssa työskentelevät tutkijat voivat löytää. .
Nämä ilmaisimet, jotka toimivat kuin mikrofonit, on suunniteltu etsimään mustan aukon törmäysten jäännöksiä. Kun ne kytketään päälle, Cardiff-ryhmä toivoo, että heidän tutkimuksensa toimii eräänlaisena "havaitsijaoppaana" ja auttaa tutkijoita poimimaan miljoonia vuosia sitten tapahtuneiden heikkojen törmäysten aaltoja - ns. Gravitaatioaaltoja.
Cardiff-tiimi, joka koostuu tutkijatohtorista, jatko-opiskelijoista ja yhteistyökumppaneista Euroopan ja Yhdysvaltojen yliopistoista, työskentelee tutkijoiden kanssa ympäri maailmaa yrittäessään selvittää maailmankaikkeuden alkuperää.
"Mustajen reikien nopea pyöriminen saa kiertoradat heijautumaan, aivan kuten kehruukannan viimeiset hiertävät pinnat ennen kuin se kaatuu", Hannam sanoi. ”Nämä heilahtelemat voivat saada mustia reikiä jäljittämään villit polut toistensa ympäri, mikä johtaa erittäin monimutkaisiin gravitaatioaaltosignaaleihin. Mallamme tavoitteena on ennustaa tätä käyttäytymistä ja auttaa tutkijoita löytämään signaalit ilmaisintiedoista. "
Uusi malli on jo ohjelmoitu tietokonekoodeihin, joita LIGOn tutkijat ympäri maailmaa valmistelevat etsimään mustan aukon sulautumisia ilmaisimien käynnistyessä.
Tohtori Hannam lisäsi: ”Joskus näiden kehruujen mustien reikien kiertoradat näyttävät täysin takertuvan, kuten narun pallo. Mutta jos kuvittelet pyörittelevän mustien reikien kanssa, niin se kaikki näyttää paljon selkeämmältä, ja voimme kirjoittaa yhtälöt kuvaamaan mitä tapahtuu. Se on kuin katsottava lasta nopealla pyörivällä huvipuistoretkellä, ilmeisesti heiluttaen käsiään ympäri. Sivusta katsottuna on mahdotonta kertoa mitä he tekevät. Mutta jos istut heidän vieressään, he saattavat istua täysin paikallaan, antaen vain peukalon. "
Mutta tietysti työ on vielä tekemättä: "Toistaiseksi olemme sisällyttäneet nämä preesion vaikutukset vain mustien reikien ollessa spiraalisesti toisiaan kohti", tohtori Hannam sanoi. "Meidän on edelleen työskenneltävä juuri sen verran, mitä spinnit tekevät, kun mustat reiät törmäävät."
Tätä varten heidän on suoritettava suuret tietokonesimulaatiot Einsteinin yhtälöiden ratkaisemiseksi ennen törmäystä ja sen jälkeen. Heidän on myös tuotettava useita simulaatioita, jotta saadaan riittävästi mustia reikiä olevien massojen ja kehräysohjeiden yhdistelmiä näiden monimutkaisten järjestelmien yleisen käyttäytymisen ymmärtämiseksi.
Lisäksi Cardiff-joukkueelle on aika rajoitettu. Kun ilmaisimet kytketään päälle, on vain ajan kysymys, ennen kuin ensimmäiset gravitaatioaaltotunnistukset tehdään. Dr. Hannamin ja hänen kollegansa tuottamat laskelmat on valmistettava ajoissa, jos he haluavat hyödyntää niitä.
Mutta tohtori Hannam on optimistinen. "Vuosien ajan meitä kompastettiin kuinka purkaa mustan aukon liike", hän sanoi. "Nyt kun olemme ratkaisseet tämän, tiedämme mitä tehdä seuraavaksi."
