Klara Turnage, Missisipi Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriQara dəliklər alimlərin hətta ən qabaqcıl teleskoplarla belə görə bilmədikləri qədər mövcuddur. Bunun əvəzinə, tədqiqatçılar LIGO və LISA kimi böyük detektorlarla fəaliyyətlərinin sübutlarını “dinləməlidirlər”. UM və Perimetr Nəzəri Fizika İnstitutunun fizikləri tərəfindən aparılan yeni bir araşdırma, tədqiqatçılara qara dəliklərin ətraflarındakı məkanla necə qarşılıqlı təsir etdiyini daha yaxşı başa düşməyə kömək edir. Müəllif: Robert Jordan/Ole Miss Digital Imaging Services

Qara dəliklər toqquşduqda, zərbə qravitasiya dalğaları şəklində zəngin səsi kimi kosmosa yayılır. Lakin dalğalardan sonra ikinci bir əks-səda gəlir — fiziklərin nəzəriyyələşdirdiyi, lakin heç vaxt müşahidə etmədiyi bir gurultu.

Beynəlxalq əməkdaşlıq ilk dəfə olaraq bu pıçıltıların — gec zaman cazibə dalğası quyruqları adlananların — necə “səslənə” biləcəyini ətraflı şəkildə simulyasiya edib.

Missisipi Universitetinin fizika və astronomiya üzrə dosenti və tədqiqatın həmmüəllifi Leo Stein bildirib ki, “İndiyə qədər quyruqları yalnız sadələşdirilmiş modellərdə görmüşük, ədədi nisbiliyin tam simulyasiyalarında yox. Bunlar quyruqları aydın şəkildə gördüyümüz ilk tam ədədi simulyasiyalardır.”

Stein və Perimetr Nəzəri Fizika İnstitutunun doktoranturadan sonrakı tədqiqatçısı və əməkdaşı Marina De Amicis, tapıntılarını Physical Review Letters jurnalında dərc edən 20 tədqiqatçıdan ibarət komanda arasında idilər .

Qravitasiya dalğaları hərəkət etdikcə, onlar fəza-zaman bir qədər uzanır. Tədqiqatçıların axtardığı quyruq, dalğa keçdikdən sonra fəza-zaman çökməsinin ən yavaş “səsidir”.

De Amicis dedi: “Quyruq maraqlıdır, çünki o, sadəcə diskret tezliklər toplusu deyil. Bu, daha çox alçaq zümzüməyə bənzəyir. Bu, dalğa onu uzatdıqdan sonra məkan-zaman boşalmağa çalışarkən çox kiçik olan davamlı tezliklər toplusudur.

“İlkin rəqslər çox tez dağılsa da, bu çürümə həqiqətən, çox yavaşdır. Bu, məkan-zamanın tarazlığa qayıtmasının son iniltisidir.”

Qravitasiya dalğaları özlərində tədqiqatçıların qara dəlikləri və onların toqquşmalarını daha yaxşı başa düşmək üçün istifadə etdikləri məlumatları daşıyır. Lakin gec quyruqlar yalnız qara dəliklər haqqında deyil, həm də dalğaların keçdiyi bütün ətraf məkan haqqında məlumat daşıyır.

Layihənin aparıcı tədqiqatçısı De Amicis bildirib ki, “Biz ümumi nisbilik nəzəriyyəsini və yaşadığımız kainatı daha yaxşı anlamağa çalışırıq. Qara dəliklərin birləşməsindən dərhal sonra əldə etdiyimiz ilkin tezliklərlə qara dəliyə yaxın baş verən hər şeyin kiçik miqyasına baxa bilərik.”

“Təəccüblü olan odur ki, quyruqlar tamamilə tamamlayıcı məlumat verir. Quyruqlar həqiqətən məkan-zamanın böyük strukturundan asılıdır, buna görə də onlar bizə kainatda baş verənlər haqqında daha geniş təsəvvür verə bilərlər.”

Lakin quyruqları aşkar etmək və yoxlamaq çətin olub. Bu tezliklər aşağı olduğundan və asanlıqla pozulduğundan, onlar tez-tez bir-birinə müdaxilə edə bilərlər.

Simulyasiyalarda quyruqları tutmaq üçün tədqiqatçılar qara dəlik toqquşmalarında onları mümkün qədər “səsli” etməli idilər. Bu, qara dəliklərin adi birləşməsini – nisbətən dairəvi orbiti – götürüb onu mahiyyət etibarilə qarşı-qarşıya toqquşmaya qədər uzatmaq demək idi.

Stein bildirib ki, nəticədə baş verən qəza tədqiqatçılara quyruqların necə görünəcəyini göstərmək üçün kifayət qədər “səsli” idi, lakin qara dəliklərin qarşı-qarşıya toqquşma ehtimalı azdır.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

“Təbiət bizə hər hansı bir super yüksək eksentriklik hadisələri verəcəkmi? Yəqin ki, yox”, – deyə Oles Miss fizik bildirib. “Əgər çox yüksək eksentrik hadisələr baş verərsə, quyruqları aşkar etməyi və məlumatları müşahidə etməyi asanlaşdırar. Amma təbiətdən bunu etməsini istəyə bilmərik. Sahib olduqlarımızdan istifadə etməliyik.”

Lakin, bu ilkin simulyasiyalara sahib olmaqla, tədqiqatçılar kosmosdakı faktiki gec zaman quyruqlarının necə görünə biləcəyini anlamağa daha da yaxınlaşa bilərlər.

De Amicis dedi: “İndi bu simulyasiyaları dəqiq tənzimləmək üçün mexanizmimiz var. Növbəti addım orbital hərəkət əlavə etmək və quyruqların daha real şəraitdə necə davrandığını görməkdir.”

Hətta gec zaman quyruqlarının mövcudluğu belə Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin daha bir möhkəmləndiricisidir.

“Xüsusi nisbilik nəzəriyyəsindən ümumi nisbiliyə keçmək nəhayət ki, cazibə qüvvəsini nisbilik nəzəriyyəsinə uyğun şəkildə təsvir edə bildik”, – deyə Stein bildirib. “Ümumi nisbilikdə isə fəza-zaman əyri ola bilər. Düz fəza-zaman içində quyruqlar əmələ gəlmir.”

Qravitasiya dalğaları ilk dəfə Albert Eynşteynin 1915-ci ildəki ümumi nisbilik nəzəriyyəsində proqnozlaşdırılıb və ilk dəfə 2015-ci ildə müşahidə edilib . LISA və ya LIGO əməkdaşlıqlarında detektorlardan istifadə edən tədqiqatçılar məlumatlarında nələrə diqqət yetirməli olduqlarını bilmək üçün qravitasiya dalğalarının simulyasiyalarına etibar edirlər .

Əməkdaşlığın ən son simulyasiyası o deməkdir ki, tədqiqatçılar ilk dəfə olaraq gec zaman quyruqlarına dair dəlil axtararkən nələrə diqqət etməli olduqlarını bilirlər.

Daha çox məlumat: Marina De Amicis və digərləri, Birləşən Qara Dəliklərin Qeyri-Xətti Təkamüllərində Gec Zaman Quyruqları, Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/2brx-xnyr

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları 

Missisipi Universiteti tərəfindən təmin edilir