Учёные разгадали секрет черных дыр: физики провели точный расчет их слияния

Изучение черных дыр помогает разобраться в природе гравитации и формировании галактик.

Международная команда физиков совершила прорыв в изучении чёрных дыр, выполнив самые детальные на сегодняшний день вычисления их слияния. Исследованиями руководили профессор Ян Плефка из Берлинского университета Гумбольдта и доктор Густав Могулл из Лондонского университета королевы Марии. Им впервые удалось с беспрецедентной точностью рассчитать параметры их столкновений. Результаты исследования, опубликованные в авторитетном журнале Nature, могут перевернуть нынешнее понимание гравитационных волн.

Чтобы раскрыть тайны чёрных дыр, учёные заставили суперкомпьютеры обработать миллионы уравнений. На основе методов из физики высоких энергий они разработали новую модель, описывающую слияние чёрных дыр как обмен гравитационными импульсами. После сложнейших вычислений исследователям удалось оптимизировать расчёты до 40 ключевых формул.

В ходе моделирования в уравнениях проявились необычные геометрические структуры, напоминающие те, что изучаются в теории струн. Ранее такие паттерны не встречались в астрофизических расчётах. Именно они помогли точно определить, сколько энергии выделяется при столкновении чёрных дыр.

Новая модель уже проверена на известных системах с релятивистскими скоростями. Но её главная цель — подготовка к миссии LISA, которая сможет улавливать низкочастотные гравитационные волны, недоступные наземным обсерваториям.

Формирование галактик – точные расчёты помогут понять, как столкновения чёрных дыр влияют на эволюцию галактик. Есть шанс обнаружить новые закономерности между космическими катаклизмами и квантовыми процессами. Кроме того, экстремальные условия слияния чёрных дыр могут подтвердить или опровергнуть современные представления о гравитации и привести к революции в понимании Вселенной.