Crne rupe i gravitacijski valovi već su godinama u središtu najuzbudljivijih znanstvenih otkrića, ali sada nova studija objavljena u časopisu Nature donosi nešto neočekivano: poveznicu između brutalno stvarnog sudara kozmičkih divova i apstraktnih matematičkih svjetova teorije struna. Istraživački tim na čelu s profesorom Janom Plefkom s Humboldtova sveučilišta u Berlinu i dr. Gustavom Mogullom s Queen Mary sveučilišta u Londonu postigao je iznimnu preciznost u opisivanju kako crne rupe i neutronske zvijezde međudjeluju kada se približe, rasprše ili sudare.
Pomoću naprednih metoda iz kvantne teorije polja, znanstvenici su prvi put proveli dosad najprecizniji izračun međudjelovanja crnih rupa u uvjetima slabog gravitacijskog polja. Time su uspjeli precizno odrediti kutove raspršenja, količinu emitirane energije i tzv. trzaj – silu koja nastaje kada sustav gubi energiju kroz gravitacijske valove. No ono što je zaista iznenadilo istraživače bila je pojava takozvane Calabi-Yau geometrije – matematičke strukture poznate iz teorije struna – unutar samih izračuna. Nekada isključivo apstraktan koncept, sada se ta geometrija pojavljuje u stvarnim modelima astrofizičkih pojava.
Nova uloga Calabi-Yau geometrije u gravitacijskoj astronomiji
“Na prvi pogled, proces raspršenja dviju crnih rupa djeluje jednostavno. No kada ga pokušate opisati s točnošću koju zahtijevaju današnji detektori, matematička složenost postaje golem izazov,” objašnjava dr. Mogull. Otkriće da se Calabi-Yau geometrijski obrasci – nekada smatrani čistom apstrakcijom – pojavljuju u stvarnim izračunima, promijenilo je smjer istraživanja.
“Ova geometrija više nije samo teorijska igra,” kaže Benjamin Sauer, doktorand s Humboldtova sveučilišta. “Sada znamo da može igrati stvarnu ulogu u načinu na koji razumijemo signale koje primamo iz svemira.”
U vrijeme kad detektori poput LIGO-a postaju osjetljiviji, a novi instrumenti poput svemirske misije LISA tek dolaze, potreba za krajnje preciznim teorijskim modelima nikad nije bila veća. Ova nova razina točnosti osobito je važna za sustave gdje orbite nisu spore i kružne, već kaotične i brze – baš poput razmaka između dviju crnih rupa koje se ne sudaraju, već jedva promašuju i stvaraju valove kroz prostorvrijeme.
Tim je koristio preko 300.000 sati računalnog vremena u Zuse institutu u Berlinu kako bi riješio sustave jednadžbi potrebne za ove izračune. “Bez ovako snažnih resursa ne bismo uspjeli. Računalna fizika bila je presudna,” ističe Mathias Driesse, doktorand zadužen za računalnu obradu podataka.
Uključen je bio i dr. Uhre Jakobsen iz Max Planck instituta, koji vjeruje da bi ovo moglo promijeniti pristup fizikalnim funkcijama u cjelini. “Umjesto proučavanja apstraktnih modela, možemo se sada fokusirati na konkretne primjere koji se zaista događaju u svemiru,” kaže Jakobsen.
Ova studija ne samo da gura granice gravitacijske fizike, već briše granicu između teorije i promatranja. Po prvi put, strukture iz svijeta kvantne matematike pronašle su mjesto u opisu stvarnog svemira. A kako tim već planira složenije izračune i preciznije modele gravitacijskih valova, ovo bi mogao biti tek početak nove ere u istraživanju kozmičkih misterija.
🔵 Pridružite se razgovoru!
Imate nešto za podijeliti ili raspraviti? Povežite se s nama na Facebooku i pridružite se zajednici znatiželjnih istraživača u našem Telegram kanalu. Za najnovija otkrića i uvide, pratite nas i na Google Vijestima.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
