Ученые Кембриджского университета разработали новый подход к анализу гравитационных волн, возникающих после слияния черных дыр. Метод позволяет точнее разделять отдельные режимы затухающих колебаний и получать информацию о характеристиках образовавшегося объекта. Исследователи проверили его на открытом каталоге высокоточных компьютерных симуляций.
Читайте: Россиянам готовят новые запреты: что изменится уже в ближайшее время
После столкновения двух черных дыр возникший объект не переходит в стабильное состояние мгновенно. Некоторое время он продолжает колебаться, причем особенности этих колебаний зависят от его массы и вращения. Именно такие сигналы ученые используют для изучения свойств итоговой черной дыры.
Сами черные дыры не издают звуков, но процесс их слияния сопровождается появлением гравитационных волн — колебаний пространства-времени, существование которых было предсказано Альбертом Эйнштейном. Частоты регистрируемых сигналов связаны с параметрами сформировавшейся черной дыры. Их измерение также позволяет проверять общую теорию относительности в условиях чрезвычайно сильной гравитации.
Для разработки нового метода ученые изучили компьютерные модели различных слияний. В результате им удалось точнее выделить отдельные режимы затухающих колебаний. Помимо доминирующего сигнала исследователи обнаружили более слабые гармоники, которые затухают быстрее. При обработке информации применялся байесовский анализ, с помощью которого можно сопоставлять разные объяснения наблюдаемых сигналов.
Отдельное внимание ученые уделили нелинейным режимам, выявленным в моделях. Такие колебания возникают в результате взаимодействия двух или нескольких основных частот и создают более сложную структуру гравитационного сигнала. Для их обнаружения требуются данные высокого качества, поскольку слабые колебания необходимо отделять от присутствующих в измерениях шумов.
Работоспособность подхода проверили на каталоге симуляций, включающем слияния черных дыр с различными соотношениями масс и параметрами вращения. Исследователи определили, какие режимы удается выявить и на каком этапе после слияния они появляются. Полученные результаты могут использоваться при анализе данных гравитационно-волновых детекторов LIGO и Virgo, а в дальнейшем — информации от будущих установок для регистрации таких сигналов.
Читайте также:
- Сентябрь все изменит: что ждет россиян уже с 1 числа
- В платежках за ЖКХ появятся новые начисления: что уже изменилось для россиян
- Пенсии в России резко вырастут с августа: кто получит прибавку уже летом
