Fotoğraf kredisi: Penn State
Penn Eyaletindeki bilim adamları, güçlü yerçekimi dalgaları üretmesi beklenen bir olay olan iki yörüngeli kara deliği modelleme çabasında yeni bir dönüm noktasına ulaştı. Fizik Doçenti Profesörü ve Penn State Gravitational Physics and Geometry Enstitüsü'nden bir araştırmacı olan Bernd Bruegmann, “İlk kez, ilham veren iki kara deliğin bir yörüngesini sayısal olarak modellemenin bir yolunu keşfettik” diyor. Bruegmann’ın araştırması, dünya üzerinde yuvarlanma eylemindeki ilk yerçekimi dalgasını yakalamak için dünya çapında bir çabanın bir parçasıdır.
Bu simülasyonları açıklayan bir makale, Fiziksel İnceleme Mektupları dergisinin 28 Mayıs 2004 sayısında yayınlanacaktır. Makale Bruegmann ve Penn State, Nina Jansen ve Wolfgang Tichy'deki grubundaki iki doktora sonrası araştırmacı tarafından yazılmıştır.
Kara delikler, yerçekimi etkileşiminin oldukça doğru bir tanımını veren Einstein'ın genel görelilik teorisi tarafından tanımlanır. Ancak, Einstein'ın denklemleri karmaşıktır ve sayısal olarak bile çözülmesi çok zordur. Dahası, kara delikler kendi problemlerini ortaya çıkarır. Her kara deliğin içinde, uzay-zaman tekilliği olarak bilinen şeyi gizler. Çok yaklaşan herhangi bir nesne, tekrar kaçma şansı olmadan karadeliğin merkezine çekilecek ve onu parçalayan muazzam yerçekimi kuvvetleri yaşayacaktır.
Bruegmann, “Bu aşırı koşulları bilgisayarda modellediğimizde, kara deliklerin kara deliklere yaklaşmak için kullandığımız sayısal nokta ızgarasını yutmak ve parçalamak istediğini görüyoruz” diyor. “Tek bir karadeliğin modellenmesi zaten zordur, ancak inspirallerinin son aşamalarındaki iki karadelik, Einstein'ın teorisinin oldukça doğrusal olmayan dinamikleri nedeniyle çok daha zordur.” Kara delik ikililerinin bilgisayar simülasyonları, bir yörünge için gereken süreden önemli ölçüde daha kısa olan, sınırlı bir süre sonra kararsız olmaya ve çökmeye eğilimlidir.
Bruegmann, “Geliştirdiğimiz teknik, kara deliklerle birlikte hareket eden, hareketlerini ve çarpıklıklarını en aza indiren ve bilgisayar simülasyonu çökmeden önce etraflarındaki bir spiral yörüngeyi tamamlamaları için bize yeterince zaman satın alan bir ızgaraya dayanıyor. “Birlikte hareket eden ızgara” stratejisini göstermek için bir benzetme sunuyor: “Eğer bir atlıkarınca dışında duruyorsanız ve bir kişiyi izlemek istiyorsanız, onu daire şeklinde izlemeye devam etmek için başınızı hareket ettirmeye devam etmelisiniz. Ama atlıkarınca üstünde duruyorsanız, sadece tek bir yöne bakmanız gerekir, çünkü ikiniz de daireler çiziyor olmanıza rağmen, o kişi artık sizinle ilişkili olarak hareket etmiyor. ”
Birlikte hareket eden bir şebekenin inşası, Bruegmann’ın çalışmalarının önemli bir yeniliğidir. Fizikçiler için yeni bir fikir olmasa da, iki kara delikle çalışmasını sağlamak zor. Araştırmacılar ayrıca kara delikler geliştikçe dinamik olarak ayarlamalar yapmak için bir geri bildirim mekanizması eklediler. Sonuç, spiralleme hareketinin yaklaşık bir yörüngesi için aslında iki kara delik için çalışan ayrıntılı bir şemadır.
Austin'deki Texas Üniversitesi'nden Profesör Richard Matzner ve Austin'deki baş araştırmacı Ulusal Bilim Vakfı'nın 90'lı yıllarda sayısal görelilik için zemin hazırlayan eski İkili Kara Delik Büyük Mücadele İttifakı.
Eberly Fizik Profesörü ve Gravitational Physics and Geometry Enstitüsü Direktörü Abhay Ashtekar şunları ekliyor: “Profesör Bruegmann'ın grubunun son simülasyonu, yerçekimi dalgası astronomi için en ilginç olaylar. ”
Bu araştırma, Penn Eyaleti Yerçekimi Fiziği ve Geometrisi Enstitüsü'nde Ulusal Bilim Vakfı tarafından kurulan Frontier Gravitational Wave Physics Merkezi de dahil olmak üzere National Science Foundation tarafından sağlanan bağışlarla finanse edildi.
Orijinal Kaynak: Penn State Haber Bülteni
