Găuri negre: descoperire în cercetarea undelor gravitaționale!

Găuri negre: descoperire în cercetarea undelor gravitaționale!

Pe 14 mai 2025, oamenii de știință de la Universitatea Humboldt din Berlin vor raporta progrese semnificative în cercetarea găurilor negre și a undelor gravitaționale. Această regiune deosebit de densă a spațiu-timpului, în care nici măcar lumina nu poate scăpa, este în centrul cercetării astrofizice. Găurile negre nu numai că îndoaie spațiul, ci generează și unde gravitaționale atunci când se apropie de o altă gaură neagră, care au fost detectate pentru prima dată de detectoarele LIGO cu un deceniu în urmă. Echipa condusă de prof. dr. Jan Plefka a efectuat calcule precise privind împrăștierea găurilor negre și a stelelor neutronice, care sunt publicate în renumitul jurnal. Natură au fost publicate.

Cercetarea vine într-un moment crucial, deoarece următoarea generație de detectoare de unde gravitaționale, inclusiv Telescopul Einstein și LISA, sunt în curs de dezvoltare. În ultimii ani, nivelurile de sensibilitate ale acestor tehnologii au crescut enorm, necesitând modele foarte precise. În special, semnalele de la găurile negre care se mișcă pe orbite excentrice sunt în centrul interesului. Noile descoperiri ar putea influența fundamental astronomia undelor gravitaționale și ar deschide posibilități pentru noi descoperiri în astrofizică.

Provocări și soluții matematice

Un element central al studiului este descrierea matematică a interacțiunilor dintre găurile negre și stele neutronice. Acest lucru necesită cel mai înalt nivel de precizie, pe care echipa de cercetare l-a atins prin metode inovatoare asistate de computer și colaborare internațională. Mărimile observabile precum unghiurile de împrăștiere și energia radiată au fost calculate folosind modele complexe care iau în considerare și spațiile Calabi-Yau, structuri geometrice cu șase dimensiuni. Relevanța acestor structuri pentru fenomenele astrofizice a fost demonstrată impresionant în studiu.

Proiectul a necesitat peste 300.000 de ore de bază de calcul de înaltă performanță la Institutul Zuse din Berlin. Această putere extinsă de calcul este crucială pentru dezlegarea detaliilor fine ale interacțiunilor dintre obiectele astrofizice extreme. Echipa s-a extins pentru a include specialiști de top în varietatea Calabi-Yau, evidențiind natura multidisciplinară a cercetării.

Rolul undelor gravitaționale în astrofizică

Undele gravitaționale au fost un instrument revoluționar în astrofizică de când au fost detectate pentru prima dată în urmă cu zece ani. Ele permit oamenilor de știință să observe universul în moduri care depășesc metodele astronomice tradiționale. Distorsiunile ondulante ale spațiului și timpului oferă noi perspective asupra dinamicii găurilor negre și a întâlnirilor lor. Acest lucru face cu atât mai important să avem o înțelegere precisă a acestor întâlniri pentru a înțelege pe deplin legile fizice din spatele acestor fenomene. Echipa de la Universitatea Humboldt din Berlin a adus o contribuție semnificativă la această înțelegere prin calculele sale noi și ar putea astfel modela cercetările viitoare în fizica undelor gravitaționale.