Ko gre za številne skrivnosti vesolja, je za črne luknje rezervirana posebna kategorija. Ker so s prostim očesom nevidne, ostajajo vidno neodkrite, zato so znanstveniki prisiljeni, da bi jih preučevali, da bodo "videli" učinke, ki jih ima njihova intenzivna gravitacija na bližnje zvezde in plinske oblake.
To se bo morda spremenilo po zaslugi ekipe z univerze Cardiff. Tu so raziskovalci dosegli preboj, ki bi lahko pomagal znanstvenikom odkriti stotine črnih lukenj po vesolju.
Pod vodstvom dr. Marka Hannama s Šole za fiziko in astronomijo so raziskovalci zgradili teoretični model, katerega namen je predvideti vse potencialne signale gravitacijskega vala, ki bi jih lahko našli znanstveniki, ki sodelujejo z detektorji Laser Interferometer Gravitacijsko-valovni observatorij (LIGO) .
Ti detektorji, ki delujejo kot mikrofoni, so zasnovani za iskanje ostankov trkov v črno luknjo. Kardiffova skupina ob vklopu upa, da bodo njihove raziskave delovale kot nekakšen »vodnik po opazovalcih« in pomagale znanstvenikom, da poberejo rahlo valovanje trkov - znanih kot gravitacijski valovi -, ki so se zgodili pred milijoni let.
Cardiffova ekipa, ki jo sestavljajo podoktorski raziskovalci, doktorski študenti in sodelavci z univerz v Evropi in ZDA, bo sodelovala z znanstveniki po vsem svetu, ko bodo poskušali razkriti izvor vesolja.
"Hitro vrtenje črnih lukenj bo orbito nihalo, tako kot zadnje nihanje vrtečega se vrta, preden ta pade," je dejal Hannam. "Zaradi teh nihanj lahko črne luknje izsledijo divje poti drug proti drugemu, kar vodi do izjemno zapletenih signalov gravitacijskega vala. Naš model je nameniti napoved tega vedenja in pomagati znanstvenikom pri iskanju signalov v podatkih detektorja. "
Novi model je že programiran v računalniške kode, ki jih znanstveniki LIGO po vsem svetu pripravljajo za iskanje združitev črnih lukenj, ko se detektorji vklopijo.
Dr Hannam je dodal: "Včasih so orbite teh vrtečih se črnih lukenj videti popolnoma zapletene, kot kroglica. Če pa si predstavljate, da se vrtijo okoli črnih lukenj, potem je vse skupaj videti veliko bolj jasno in lahko zapišemo enačbe, da opišemo, kaj se dogaja. Kot bi opazovali otroka, ki se vozi v vrtinčnem zabavnem parku visoke hitrosti in očitno maha z rokami. S stranskih črt je nemogoče povedati, kaj počnejo. Če pa boste sedeli poleg njih, bodo morda sedeli popolnoma mirno, samo da bi stegnili palce. "
Seveda pa imamo še veliko dela: "Do zdaj smo te učinke precesiranja vključevali le, medtem ko se črne luknje spirali drug proti drugemu," je dejal dr. Hannam. "Še vedno moramo delati točno to, kot se vrtijo, ko se črne luknje trčijo."
Za to morajo opraviti velike računalniške simulacije, da bi rešili Einsteinove enačbe za trenutke pred trčenjem in po njem. Prav tako bodo morali izdelati veliko simulacij, da bodo zajeli dovolj kombinacij mas iz črnih lukenj in usmeritev, da bodo razumeli splošno obnašanje teh zapletenih sistemov.
Poleg tega je čas za ekipo Cardiff nekoliko omejen. Ko se detektorji vklopijo, bo le vprašanje časa, preden bodo izvedene prve gravitacijske zaznave valov. Izračuni, ki jih pripravljata dr. Hannam in njegovi sodelavci, bodo morali biti pripravljeni pravočasno, če bodo upali, da jih bodo kar najbolje izkoristili.
Dr Hannam pa je optimističen. "Dolga leta smo se mučili, kako odviti gibanje črne luknje," je dejal. "Zdaj, ko smo to rešili, vemo, kaj storiti naprej."
