МОСКВА, 27 фев – РИА Новости. Международному коллективу физиков впервые удалось решить уравнения, описывающие движения пары черных дыр во время слияния, что поможет ученым понять, как будут зарождаться гравитационные волны в ходе этого процесса и как их можно "поймать", говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
"Ускорение заряженной частицы, такой как электрон, сопровождается выделением некой формы электромагнитного излучения, в том числе и видимого света. Подобным же образом, если вы попытаетесь ускорить массу, то вы создадите гравитационные волны", — рассказывает Майкл Кесден (Michael Kesden) из университета Техаса в Далласе (США).
Кесден и его коллеги решили одну из главных физических и математических загадок современной науки. Его научной команде удалось найти решение для уравнений, описывающих процесс сближения и слияния черных дыр, который сегодня считается основным механизмом образования гигантских сверхмассивных черных дыр массой в миллионы Солнц, обитающих в центрах всех галактик.
В соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна, при сближении черных дыр они начнут так сильно взаимодействовать друг с другом, что их гравитационный "танец" будет порождать мощные гравитационные волны, искривляющие структуру пространства-времени. На формирование этих волн будет тратиться энергия, в результате чего черные дыры будут постепенно сближаться и в конечном итоге сольются в ходе одного из самых "энергоемких" процессов во Вселенной.
Как отмечает Кесден, физические формулы, описывающие этот процесс, известны космологам уже почти два десятилетия, однако их математическое решение до текущего момента оставалось загадкой для физиков и математиков. Его научной группе удалось решить их для так называемых Керровских черных дыр, отличительной чертой которых является то, что они не стоят на месте, а вращаются, и не заряжены электрически.
Авторам статьи удалось выделить три разных ситуации, при которых черные дыры будут вести и вращаться по-разному, в зависимости от их массы, других физических свойств и расстояния между объектами. Используя эти решения, группа Кесдена составила свой собственный комплекс уравнений, который позволяет физикам определять положение черных дыр и предсказывать характер их движения заметно быстрее.
"Мы можем вычислять эти параметры в миллион раз быстрее, чем это было возможно раньше. Используя наши уравнения. Мы можем создать компьютерные модели, которые помогут нам проследить за эволюцией систем из черных дыр на протяжении миллиардов лет. Симуляции, которые раньше бы длились годами можно теперь просчитывать за секунды. Скорость – не единственный плюс наших формул – модели на их базе помогут нам раскрыть те вещи, которые мы никак не сможем узнать по другому", — продолжил физик.
По его словам, расчеты и формулы его группы помогут коллаборации LIGO и другим наземным и космическим проектам по поиску гравитационных волн, таких как eLISA, Virgo и GEO600, улучшить точность инструментов, что заметно повысит их шансы на обнаружение таких колебаний.
