Mustan aukon fuusiot ovat yksi harvoista tapahtumista universumissa, joilla on tarpeeksi energiaa
Simulaatio mustan aukon törmäyksestä. Video: John Hopkins University
Gravitaatioaallot ovat erittäin pieniä.Tyypillisesti fyysikot ovat tutkineet mustien aukkojen fuusioiden lähettämiä aaltoja yksinkertaistamalla yleistä suhteellisuusteoriaa: he ovat käyttäneet yhtälöiden versioita, jotka jättävät huomiotta sulautumisen heikot ja lähes huomaamattomat, mutta tärkeät gravitaatiovaikutukset.
Uudessa tutkimuksessa tutkijat esittivät "päätä vastaan"valonnopeudella liikkuvien mustien aukkojen törmäys. Vaikka tällainen vaikutus on erittäin epätodennäköinen, tämän tilanteen simulaatiot osoittavat riittävän voimakkaita aaltoja, jotta tutkijat voivat havaita epälineaarisuuden tai gravitaatiovaikutuksia, jotka jätetään huomiotta "yksinkertaistetuissa" simulaatioissa.
Yleinen suhteellisuusteoria on epälineaarinen, mikä tarkoittaa, että gravitaatioaallot itse tuottavat myös enemmän gravitaatioaaltoja.
Mark Ho-Yuk Cheung, fyysikko Johns Hopkins Universitystä, johtava tutkija
Tutkijat tutkivat myös toista, enemmäntodennäköinen tilanne: kahden toisiaan kiertävän mustan aukon asteittainen sulautuminen. Tässä tilanteessa tutkijat löysivät myös merkkejä gravitaatioaaltojen epälineaarisesta leviämisestä.
Taiteellinen kuva kahden mustan yhdistämisestäreikiä. Gravitaatioaaltojen käyttäytyminen alkuvaiheessa (lähestyessä) ja sulautumisen jälkeen voidaan kuvata lineaarisilla yhtälöillä, mutta itse sulautumisprosessi paljastaa epälineaarisia vaikutuksia. Kuva: Kip Thorne (ylhäällä); B. P. Abbott et ai. (alhaalla), American Physical Society
Tulokset osoittavat, että mustien aukkojen sulautumisia ei voida tutkia yksinkertaistetuilla lineaarisilla yhtälöillä ja että olemassa olevia malleja on mukautettava.
Lue lisää:
Kirahvin parittelu on vieläkin oudompaa kuin aiemmin luultiin
Biologit ymmärtävät, miksi alasti myyrärotat synnyttävät "loputtomasti"
Kyse ei ole maapallosta: tiedemiehet selittivät, miksi aurinkokunta on harvinaisin