En matematisk metode til beregning af sorte hullers egenskaber ud fra gravitationsbølgedata

Sean McWilliams, en adjunkt ved West Virginia University, har udviklet en matematisk metode til beregning af sorte hulegenskaber ud fra gravitationsbølgedata. Han har skrevet et papir, der beskriver sin metode og lagt det ud på arXiv fortryksserver. Avisen er accepteret til offentliggørelse i Fysisk gennemgangsbreve .

Det er to år siden, at et team, der arbejdede med LIGO -detektoren, skabte verdensomspændende overskrifter ved at meddele, at de havde opdaget tyngdekraftsbølger. Siden den gang, arbejdere der og andre steder har fortsat arbejdet, ønsker at forstå sorte huller bedre, fusionerende neutronstjerner, og i sidste ende, selve tyngdekraften. Men et sådant arbejde er blevet forhindret i én henseende - kilden til tyngdekraftsbølgerne, sammensmeltning af sorte huller, er så kompliceret, at man mente, at de signaler, de genererer, ikke kunne tolkes matematisk. I stedet, forskere har fortolket signalerne ved at sammenligne dem med signaler genereret ved hjælp af computersimuleringer.

I denne nye indsats, McWilliams (som var medlem af LIGO Scientific Collaboration Council) hævder at have udviklet matematiske formler, der kan bruges til at beregne signalet. Hans beregninger indebærer at bruge den inderste stabile cirkulære bane (ISCO), et område omkring et sort hul, der er cirka tre gange afstanden fra begivenhedshorisonten, hvor et objekt kan gå i kredsløb om det sorte hul uden at falde i. ISCO har historisk været udfordrende for astrofysikere, der har søgt en matematisk løsning på problemet.

McWilliams forklarer, at han undgik problemet ved ganske enkelt at udelade den endelige tilstand af de fusionerede sorte huller. Han brugte i stedet generel relativitet til at beregne, hvad der ville ske med en lille masse, da den snurrede til, og i sidste ende forstyrret, det sidste sorte hul, der resulterede. At, bemærker han, tilladt ham at beregne signalet fra ISCO og indad. Hans analysemetode bruger to formler, som han skabte til at studere tyngdekraftsbølgerne, der kommer fra kolliderende sorte huller. Han hævder, at resultaterne er lige så nøjagtige som dem, der leveres af simuleringer. Han foreslår også, at de kan bruges i fremtidige test af generel relativitetstest og til analyse af data fra LIGO, da forskere observerer flere sorte hulkollisioner. Mere arbejde fra andre inden for området er påkrævet, før de påstande McWilliams har fremsat, kan verificeres.

© 2019 Science X Network