Ученые готовы расшифровать таинственные сигналы из глубин космоса

Гравитационные волны - это колебания в структуре пространства-времени, распространяющиеся со скоростью света, возникающие в результате наиболее мощных событий во Вселенной, таких как слияние черных дыр, сверхновые или даже во время Большого взрыва. С момента их первого обнаружения в 2015 году обсерваториями LIGO и Virgo было зафиксировано около 100 таких волн.

Благодаря этим наблюдениям ученые начинают раскрывать тайны черных дыр, изучать гравитацию в экстремальных условиях и даже определять процесс образования элементов, таких как золото или платина, в ходе слияния нейтронных звезд.

Для определения источников гравитационных волн используются теоретические модели, что напоминает работу приложения Shazam, определяющего детали музыкальных композиций. Точность таких моделей обеспечивается за счет сложных численных симуляций на мощнейших суперкомпьютерах.

Однако недавно команда ученых под руководством доктора Хуана Кальдерона Бустильо из Галисийского института физики высоких энергий (Испания) и доктора Исаака Вонга из Китайского университета Гонконга предложила изменить подход к анализу гравитационных волн.

Вместо интегрирования результатов симуляций, ученые предлагают использовать производные данных детекторов, оставляя симуляции без изменений. Это упрощает процесс получения шаблонов для сравнения с данными LIGO и Virgo и позволяет безопасно анализировать любые источники, которые могут симулировать суперкомпьютеры.

Особый интерес команды вызывают так называемые бозонные звезды - объекты, похожие на черные дыры, но фундаментально отличающиеся от них отсутствием горизонта событий и сингулярности.

Профессор Алехандро Торрес из Университета Валенсии отмечает, что новый подход значительно упрощает анализ данных.

В отдельной работе, опубликованной в журнале Physical Review D , команда сравнила некоторые события гравитационных волн, наблюдаемые LIGO и Virgo, с обширным каталогом симуляций слияний бозонных звезд.

Профессор Карлос Эрдейро из Университета Авейро высказал предположение, что слияния бозонных звезд могут составлять часть того, что мы знаем как темная материя.

Одно из самых загадочных наблюдаемых событий, GW190521, оказалось согласующимся с такими симуляциями. Это подтверждает результаты, полученные командой в 2020 году.

Сэмсон Леонг, аспирант Китайского университета Гонконга, участвовавший в обоих исследованиях, отмечает, что это открытие не только подтверждает роль этих экзотических объектов в астрономии гравитационных волн, но и демонстрирует силу нового подхода к исследованиям.

Профессор Тьонни Ли из K.U. Leuven добавляет, что новый метод открывает широкие возможности для изучения и понимания космоса через гравитационные волны.