在已知宇宙中最有活力的事件中,黑洞可以互相绕,偶尔会发生碰撞和合并。但是,关于此类合并的方程式在很大程度上仍然是试图揭示该过程细节的天文学家的谜。
德克萨斯大学达拉斯大学(UT-Dallas)天文学家研究了旋转黑洞成对单体的旋转的过程。天体物理学家花了数十年的时间试图确定这种碰撞期间神秘机构发生的事情的细节。
重力波,与池塘上的涟漪相似的时空扭曲,首先是艾伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)在相对论的一般理论中预测的。这位著名的物理学家说,二元系统中的超质量物体将逐渐朝彼此旋转,因为通过这些波浪损失了空间。但是,这些波很难检测到,天文学家从未直接观察到。
“在二进制黑洞系统中,您有两个巨大的物体相互绕行并互相施加力,它们正在加速和发射引力波。引力波失去的能量使黑洞越来越紧密,直到它们合并为止,”
作为旋转的黑洞相互轨道,每个身体都可以通过其自旋角动量来描述,这是对其轴的旋转速率和方向的测量。在旋转顶部的情况下,当旋转首次开始时,轴将直接向上指向。随着时间的流逝,轴开始在称为进动的过程中旋转。旋转体也具有轨道角动量,也源自自旋速率和方向。
“在这些系统中,您有三个角动量,所有方向都相对于轨道的平面而改变 - 两个旋转角动量和一个轨道角动量。我们现在已经描述了前进黑洞旋转的方向,“凯斯登”说。
新的方程式将使天体物理学家比以前更有效地建模这些系统,从而使模拟在几秒钟内而不是几年内进行。
天文学家使用旨在检测电磁辐射的各种频率的仪器观察几个波长的光线。如果有一天工程师和其他研究人员能够可靠地检测并记录引力波,那么这些工具就可以预示天文学的新时代,就像射电望远镜的发展一样重要。这样的观察可以帮助天文学家更好地了解当宇宙仅占其当前年龄的百分之几时,黑洞的形成是如何形成的。这样的信息可以帮助研究人员了解我们的宇宙如何发展成为我们今天所看到的形式。
激光干涉仪重力波观测站(LIGO)可能成为可能在2015年底之前检测重力波的第一种仪器。
分析二进制系统中的黑洞如何合并为单体介绍了在日记中物理评论信。