REKLĀMAS

Melnā cauruma saplūšana: pirmā vairāku zvana frekvenču noteikšana   

Divu melno caurumu apvienošanai ir trīs posmi: iedvesmas, saplūšanas un izslēgšanas fāzes. Katrā fāzē tiek izstaroti raksturīgi gravitācijas viļņi. Pēdējā izslēgšanas fāze ir ļoti īsa un kodē informāciju par galīgā melnā cauruma īpašībām. Binārā melnā cauruma apvienošanās notikuma GW190521 datu atkārtota analīze pirmo reizi ir sniegusi pierādījumus par apvienošanās pēcgrūdieniem, kas izpaužas kā divas atsevišķas vājas zvanīšanas frekvences, ko radījis viens melnais caurums, kad tas nostabilizējās stabilā simetriskā formā. . Šī ir pirmā vairāku gravitācijas viļņu frekvenču noteikšana zvana samazināšanas stadijā. Tāpat kā zvans "zvana" kādu laiku pēc iestrēgšanas, iegūtais viens izkropļots melnais caurums izveidojās pēc apvienošanās kādu laiku "zvana", izstaro vājus gravitācijas viļņus, pirms sasniedza simetrisku stabilu formu. Un tieši tā, kā zvana forma nosaka īpašās frekvences, ar kādām zvans zvana, līdzīgi, saskaņā ar teorēmu bez matiem, melnā cauruma masa un spins nosaka zvanīšanas frekvences. Tādējādi šī attīstība paver ceļu zvana samazināšanas frekvenču izmantošanai, lai pētītu galīgā melnā cauruma īpašības.  

Melnie caurumi ir masīvi objekti ar ārkārtīgi spēcīgiem gravitācijas laukiem. Kad divi riņķojošie melnie caurumi spirālē viens ap otru un galu galā saplūst, tiek traucēts ap tiem esošā telpas-laika audums, kas rada gravitācijas viļņu viļņus, kas izstaro uz āru. Kopš 2015. gada septembra, kad sākās gravitācijas viļņu astronomija, LIGO pirmo reizi atklājot gravitācijas viļņus, kas radušies, apvienojoties diviem melnajiem caurumiem, kas atrodas 1.3 miljardu gaismas gadu attālumā, saplūstošie melnie caurumi tagad tiek regulāri atklāti gandrīz reizi nedēļā.   

Uzņēmumu apvienošanās melnie caurumi ir trīs fāzes. Kad divi melnie caurumi ir plaši atdalīti, tie lēnām riņķo viens pret otru, izstarojot vājus gravitācijas viļņus. Binārais pamazām pārvietojas uz mazākām un mazākām orbītām, jo ​​sistēmas enerģija tiek zaudēta gravitācijas viļņu veidā. Tas ir iedvesmas fāze no saplūšanas. Nākamais ir apvienošanās fāze kad abi melnie caurumi pietuvojas pietiekami tuvu, lai saplūstu, veidojot vienu melnu caurumu ar izkropļotu formu. Šajā posmā tiek izstaroti spēcīgākie gravitācijas viļņi (GW), kurus tagad regulāri nosaka un reģistrē gravitācijas viļņu observatorijas.  

Apvienošanās fāzei seko ļoti īss posms, ko sauc izslēgšanas posms kur iegūtais viens kropļotais melnais caurums ātri iegūst stabilāku sfērisku vai sfērisku formu. Gravitācijas viļņi zvana samazināšanas fāzē emitētie ir slāpēti un daudz vājāki nekā apvienošanās fāzē atbrīvotie GW. Tāpat kā zvans “zvana” kādu laiku pēc iestrēgšanas, izveidotais viens melnais caurums kādu laiku “zvana”, izstaro daudz vājākus gravitācijas viļņus, pirms iegūst simetrisku stabilu formu.  

Vājās vairākās gravitācijas viļņu nolaišanās frekvences, kas izlaistas divu melno caurumu apvienošanās fāzē, līdz šim nebija atklātas.  

Pētnieku grupai nesen izdevies atklāt vairākas gravitācijas viļņu frekvences binārā melnā cauruma saplūšanas notikuma GW190521 gredzenveida samazināšanas posmā. Viņi meklēja atsevišķus izbalinātos toņus zvana samazināšanas frekvencēs, neņemot vērā nekādu saistību ar frekvencēm un slāpēšanas laikiem, un veiksmīgi identificēja divus režīmus, kas nozīmē, ka rezultātā deformētais melnais caurums pēc apvienošanas izstaro vismaz divas frekvences. To paredzēja Einšteina vispārējā relativitāte, tāpēc rezultāts apstiprina teoriju. Turklāt pētnieki salīdzināja divu apvienošanās gadījumā konstatēto zvana samazināšanas režīmu frekvences un slāpēšanas laikus, lai pārbaudītu "bez matu teorēmu" (ka melnajiem caurumiem pilnībā raksturīgs masa un griešanās, un nav nepieciešami citi "matiņi", lai aprakstītu tos. iezīmes) un neatrada neko ārpus vispārējās relativitātes teorijas.  

Tas ir pagrieziena punkts, jo tika plaši uzskatīts, ka vairāku zvana signālu frekvences nebūs iespējams novērot, pirms nākotnē būs pieejami nākamās paaudzes gravitācijas viļņu detektori.  

 *** 
 

Avoti:   

  1. Capano, CD un citi. 2023. gads. Daudzmodu kvazinormāls spektrs no traucēta melnā cauruma. Fiziskās apskates vēstules. Vol. 131, 22. izdevums. 1. gada 2023. decembris. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402  
  2. Max-Planck-Institut fürGravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut), 2023. Jaunumi – Kam melnais caurums zvana. Pieejams plkst https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160 

*** 

Umešs Prasads
Umešs Prasads
Zinātnes žurnālists | Zinātniskā Eiropas žurnāla dibinātājs

PIERAKSTIES UZ JAUNUMIEM

Atjaunināts ar visām jaunākajām ziņām, piedāvājumiem un īpašajiem paziņojumiem.

Populārākā Raksti

Omega-3 uztura bagātinātāji var nebūt labvēlīgi sirdij

Izstrādāts visaptverošs pētījums liecina, ka Omega-3 piedevas var ne...

JN.1 apakšvariants: Papildu sabiedrības veselības risks ir zems globālā līmenī

JN.1 apakšvariants, kura agrākais dokumentētais paraugs tika ziņots 25...

Pilnīga nervu sistēmas savienojamības diagramma: atjauninājums

Panākumi visa vīriešu neironu tīkla kartēšanā...
- Reklāma -
94,852Fanitāpat
47,750Sekotājisekot
1,772Sekotājisekot
30AbonentiApmaksa