Crne rupe: Proboj u istraživanju gravitacijskih valova!

Crne rupe: Proboj u istraživanju gravitacijskih valova!

Dana 14. svibnja 2025. znanstvenici sa Sveučilišta Humboldt u Berlinu izvijestit će o značajnom napretku u istraživanju crnih rupa i gravitacijskih valova. Ovo posebno gusto područje prostor-vremena, u kojem čak ni svjetlost ne može pobjeći, fokus je astrofizičkih istraživanja. Crne rupe ne samo da savijaju prostor, one također stvaraju gravitacijske valove kada se približe drugoj crnoj rupi, što su LIGO detektori prvi otkrili prije deset godina. Tim predvođen prof. dr. Janom Plefkom napravio je precizne proračune o raspršenosti crnih rupa i neutronskih zvijezda, koji su objavljeni u renomiranom časopisu Priroda objavljeni su.

Istraživanje dolazi u ključnom trenutku jer je sljedeća generacija detektora gravitacijskih valova, uključujući Einsteinov teleskop i LISA, u razvoju. Posljednjih godina, razine osjetljivosti ovih tehnologija neizmjerno su porasle, zahtijevajući vrlo precizne modele. Posebno su u središtu interesa signali iz crnih rupa koji se kreću ekscentričnim orbitama. Nova otkrića mogla bi fundamentalno utjecati na astronomiju gravitacijskih valova i otvoriti mogućnosti za daljnja otkrića u astrofizici.

Matematički izazovi i rješenja

Središnji element studije je matematički opis interakcija između crnih rupa i neutronskih zvijezda. To zahtijeva najvišu razinu preciznosti, što je istraživački tim postigao inovativnim računalno potpomognutim metodama i međunarodnom suradnjom. Uočljive veličine kao što su kutovi raspršenja i izračena energija izračunate su korištenjem složenih modela koji također uzimaju u obzir Calabi-Yau prostore, šestodimenzionalne geometrijske strukture. Relevantnost ovih struktura za astrofizičke fenomene impresivno je prikazana u studiji.

Projekt je zahtijevao više od 300.000 osnovnih sati rada na računalstvu visokih performansi na Institutu Zuse u Berlinu. Ova opsežna računalna snaga ključna je za razotkrivanje finih detalja interakcija između ekstremnih astrofizičkih objekata. Tim se proširio uključivanjem vodećih stručnjaka za Calabi-Yau mnogostrukosti, naglašavajući multidisciplinarnu prirodu istraživanja.

Uloga gravitacijskih valova u astrofizici

Gravitacijski valovi su revolucionarni alat u astrofizici otkako su prvi put otkriveni prije deset godina. Omogućuju znanstvenicima promatranje svemira na načine koji nadilaze tradicionalne astronomske metode. Valovita iskrivljenja prostora i vremena nude nove uvide u dinamiku crnih rupa i njihovih susreta. Zbog toga je još važnije imati precizno razumijevanje ovih susreta kako bismo u potpunosti razumjeli fizičke zakone koji stoje iza ovih pojava. Tim sa Sveučilišta Humboldt u Berlinu dao je značajan doprinos ovom razumijevanju svojim novim izračunima i tako bi mogao oblikovati buduća istraživanja u fizici gravitacijskih valova.