Ученые разработали метод для изучения «звучания» черных дыр
Исследователи из Кембриджского университета предложили новый подход к анализу гравитационных волн, возникающих в результате слияния черных дыр. После столкновения черная дыра не сразу достигает стабильного состояния, а продолжает колебаться, что позволяет получить информацию о её массе и вращении. Данную информацию сообщает портал Science XXI.
Хотя черные дыры не производят звуков, при их слиянии возникают гравитационные волны — колебания пространства-времени, предсказанные Альбертом Эйнштейном. Частоты этих сигналов зависят от характеристик итоговой черной дыры, и их измерение позволяет проверить общую теорию относительности в условиях сильной гравитации.
Исследователи проанализировали компьютерные модели слияний и научились более точно выделять отдельные режимы затухающих колебаний. Они обнаружили не только основной сигнал, но и более слабые гармоники, которые исчезают быстрее. Для обработки данных использовался байесовский анализ, который помогает сопоставлять различные объяснения наблюдаемых сигналов.
В моделях также были выявлены необычные нелинейные режимы, возникающие при взаимодействии двух или нескольких основных частот, что приводит к образованию более сложных гравитационных сигналов. Для их обнаружения требуются качественные данные, так как слабые колебания необходимо отделять от шумов.
Метод был протестирован на открытом каталоге высокоточных симуляций, охватывающих слияния черных дыр с различными соотношениями масс и параметрами вращения. Авторы зафиксировали, какие режимы можно обнаружить и в какой момент они возникают. Полученные результаты могут оказать помощь в расшифровке данных детекторов LIGO и Virgo, а также будущих установок для регистрации гравитационных волн.
