Международная группа физиков добилась значительного прогресса в изучении природы черных дыр, выполнив детализированные вычисления характеристик их столкновений. Недавний научный прорыв способен кардинально изменить будущие наблюдения гравитационных волн, особенно после начала работы обсерватории LISA в 2030-х годах.
В основе исследования лежат методы, которые ранее применялись только в физике элементарных частиц. Физики создали новую модель, описывающую взаимодействие черных дыр как обмен гравитационными импульсами. Для этого потребовалось свести большое количество исчислений к 40 основным формулам. Все вычисления были выполнены на суперкомпьютерах, что позволило достичь беспрецедентной точности результатов.
Удивительным открытием стало то, что в ходе моделирования в уравнениях стали проявляться замысловатые геометрические структуры, напоминающие те, что изучаются в теории струн. Подобные формы ранее не встречались в астрофизических вычислениях. Именно они оказались ключом к точному определению энергии, высвобождающейся при слиянии черных дыр.
Новая модель уже прошла проверку на известных системах, где черные дыры движутся с околосветовыми скоростями. Однако ее основная цель – подготовка к обработке данных, полученных с помощью LISA, способной регистрировать низкочастотные гравитационные волны, недоступные для современных наземных обсерваторий.
Прорыв в моделировании открыл перспективы для более глубокого анализа космических катаклизмов и может послужить основой для будущих поколений теоретических и практических исследований в области астрофизики.