우주의 많은 수수께끼와 관련하여 특별한 범주가 블랙홀을 위해 예약되어 있습니다. 육안으로 볼 수 없기 때문에 눈에 띄게 감지되지 않으며 과학자들은 연구를 위해 강렬한 중력이 근처의 별과 가스 구름에 미치는 영향을 "보고"의존해야합니다.
카디프 대학교 (Cardiff University)의 팀 덕분에 그 변화가 다가올 것입니다. 여기에서 연구자들은 과학자들이 우주 전체에서 수백 개의 블랙홀을 발견하는 데 도움이되는 획기적인 성과를 달성했습니다.
물리 천문학 부의 마크 한남 박사가 이끄는 연구원들은 레이저 간섭계 중력파 천문대 (LIGO) 검출기를 사용하는 과학자들이 발견 할 수있는 모든 잠재적 인 중력파 신호를 예측하는 것을 목표로하는 이론적 모델을 구축했습니다. .
마이크처럼 작동하는이 검출기는 블랙홀 충돌의 잔해를 검색하도록 설계되었습니다. 카디프 팀은 스위치를 켜면 연구가 일종의 "스 포터 가이드"역할을하고 과학자들이 수백만 년 전에 발생한 중력파라고 알려진 희미한 충돌 파문을 포착 할 수 있기를 희망합니다.
카디프 팀은 박사후 연구원, 박사 과정 학생 및 유럽 및 미국 대학의 협력자들로 구성되어 있으며, 우주의 기원을 밝히려고 시도하면서 전 세계의 과학자들과 협력 할 것입니다.
한남은“블랙홀의 빠른 회전은 회전하는 정상의 마지막 흔들림과 같이 궤도가 흔들리는 원인이된다”고 말했다. “이러한 흔들림으로 인해 블랙홀이 서로의 야생 경로를 추적 할 수있어 중력파 신호가 매우 복잡해집니다. 우리의 모델은이 행동을 예측하고 과학자들이 검출기 데이터에서 신호를 찾을 수 있도록 돕는 것을 목표로합니다.”
이미이 새로운 모델은 전 세계 LIGO 과학자들이 탐지기를 켤 때 블랙홀 합병을 검색하는 데 사용할 컴퓨터 코드로 프로그래밍되었습니다.
한남 박사는 다음과 같이 덧붙였다.“때때로이 회전하는 블랙홀의 궤도는 마치 끈공처럼 완전히 엉켜 보입니다. 그러나 당신이 블랙홀로 소용돌이 치는 것을 상상한다면, 그것은 훨씬 더 명확 해 보이며, 우리는 무슨 일이 일어나고 있는지 묘사하는 방정식을 쓸 수 있습니다. 마치 고속 회전하는 유원지에서 아이를보고 마치 손을 흔들고있는 것과 같습니다. 사이드 라인에서 그들이하는 일을 말하는 것은 불가능합니다. 그러나 당신이 그들 옆에 앉아 있다면, 그들은 당신에게 엄지 손가락을 주면서 완벽하게 여전히 앉아있을 것입니다.”
한남 박사는“지금까지 우리는 이러한 세차 효과 만 포함하고 블랙홀은 서로를 향해 나선다”고 말했다. "우리는 여전히 블랙홀이 충돌 할 때 스핀이하는 것과 정확히 일치해야합니다."
이를 위해서는 충돌 전후의 순간에 대해 아인슈타인 방정식을 풀기 위해 대규모 컴퓨터 시뮬레이션을 수행해야합니다. 또한 복잡한 시스템의 전반적인 동작을 이해하기 위해 블랙홀 질량과 회전 방향의 충분한 조합을 캡처하기 위해 많은 시뮬레이션을 생성해야합니다.
또한 카디프 팀에게는 시간이 다소 제한되어 있습니다. 일단 감지기가 켜지면 첫 번째 중력파가 감지되기까지 시간 문제 일뿐입니다. 한남 박사와 그의 동료들이 생산하는 계산은 그들이 최대한 활용하기 위해서는 시간에 맞춰야 할 것이다.
그러나 한남 박사는 낙관적입니다. "수년 동안 우리는 블랙홀 운동을 어떻게 풀어야할지 고민했다"고 그는 말했다. "이제 해결 했으므로 다음에 무엇을해야하는지 알고 있습니다."
