Дослідники з Кіотського університету показали, що чорні діри мають власну “музику” — складні вібраційні патерни, які можна математично описати з безпрецедентною точністю.
Коли чорна діра збурюється, наприклад під час зіткнення, вона починає коливатися у так званих квазінормальних режимах. Ці коливання створюють гравітаційні хвилі — своєрідний “дзвін простору-часу”. Саме завдяки таким сигналам вчені отримують відомості про масу та форму чорних дір. Але описати ці коливання, особливо швидко згасаючі, надзвичайно складно.
Команда Тайґи Міячі застосувала точний WKB-аналіз (Вентцеля–Крамерса–Бріллюена) — математичний метод, який дозволяє простежити, як хвиля поводиться навіть у складних ділянках навколо чорної діри. “Основи точного методу WKB були значною мірою розроблені японськими математиками. Як дослідник з Японії, я завжди вважав цю галузь інтелектуально і культурно знайомою”, — пояснює Міячі.
Завдяки цьому підходу дослідники змогли вперше включити в аналіз спіралеподібні криві Стокса — математичні траєкторії, які вказують, де хвиля змінює свій характер. Раніше їх часто ігнорували, але саме вони виявилися ключем до повнішого розуміння вібрацій чорних дір. “Ми були здивовані тим, наскільки складною і красивою виявилася основна структура цих вібрацій”, — наголошує Міячі.
Отриманий метод дозволяє систематично відтворювати частотну структуру коливань чорних дір, що робить його практичним інструментом для зв’язку теорії з даними спостережень гравітаційних хвиль. У майбутньому команда планує поширити підхід на обертові чорні діри та дослідити його застосування в контексті квантових гравітаційних ефектів.
Таким чином, нове дослідження відкриває шлях до глибшого і точнішого розуміння того, як “співає” Всесвіт, коли його найзагадковіші об’єкти — чорні діри — вступають у свою космічну симфонію.
#Вчені #розшифрували #музику #чорних #дір
Source link
