ブラックホールの合体は、十分なエネルギーを持つ宇宙の数少ない出来事の 1 つです。
ブラックホール衝突のシミュレーション。ビデオ: ジョン・ホプキンス大学
重力波は非常に小さいです。通常、物理学者は、一般相対性理論を単純化することによって、ブラック ホールの合体によって放出される波を研究してきました。彼らは、合体の弱くてほとんど知覚できないが重要な重力効果を無視する方程式のバージョンを使用しました。
新しい研究で科学者たちは「正面から」光の速さで移動するブラックホールの衝突。このような影響が起こる可能性は非常に低いですが、この状況のシミュレーションでは、科学者が「単純化した」シミュレーションでは無視される非線形性や重力効果を検出できるほど強い波が示されています。
一般相対性理論は非線形です。つまり、重力波自体もさらに多くの重力波を生成します。
Mark Ho-Yuk Cheung、ジョンズ・ホプキンス大学の物理学者、主任研究員
研究者らはまた、別の、より詳細な研究を行った考えられる状況: 互いに周回する 2 つのブラック ホールが徐々に合体する。この状況で、科学者たちは重力波の非線形伝播の兆候も発見しました。
2 つの黒のマージの芸術的なイラスト穴。重力波の初期（接近時）と合体後の挙動は線形方程式で記述できますが、合体過程自体は非線形効果を示します。画像: キップ・ソーン (上); B. P. アボット等。 (下)、アメリカ物理学会
この発見は、単純化された線形方程式を使用してブラックホールの合体を研究することはできず、既存のモデルを調整する必要があることを示しています。
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