Simulatie van botsende zwarte gaten
Niets komt overeen met de vernietigende kracht van een zwart gat; een bijzonderheid van dichte materie met een zwaartekracht die zo sterk is dat niets, zelfs geen licht kan ontsnappen. En dus kun je je voorstellen hoe moeilijk het zou zijn om de regio te onderzoeken binnen de horizon van een zwart gat. En toch is er een catastrofale gebeurtenis die wetenschappers een korte blik in de maalstroom zou moeten geven, om gedeeltelijk te begrijpen wat er gaande is 'daarbinnen'. Dat evenement zou de botsing tussen twee zwarte gaten.
Zoals je waarschijnlijk weet, ligt er een superzwaar zwart gat op de loer in het hart van elk sterrenstelsel. Terwijl deze sterrenstelsels samensmelten, ontmoeten deze zwarte gaten elkaar ook. Soms wordt een zwart gat met geweld de diepe ruimte in geschopt, en soms gaan ze samen in een nog super superzwaar zwart gat. De botsing gebeurt uit het zicht, onder de gedeelde horizon van de gebeurtenis. Er is dus geen manier om te zien wat er aan de hand is ... en er live over te vertellen.
Door echter naar de zwaartekracht te kijken, kunnen astronomen mogelijk recht in de botsingszone turen. Een van de voorspellingen van Albert Einstein, als onderdeel van zijn beroemde Algemene Relativiteitstheorie, is dat dramatische zwaartekrachtsgebeurtenissen in het heelal, zoals de vorming of botsing van zwarte gaten, detecteerbaar zouden moeten zijn door de zwaartekrachtgolven die ze genereren. Terwijl deze golven over ons heen spoelen, moeten de rimpelingen in de ruimtetijd detecteerbaar zijn door extreem gevoelige instrumenten of ruimtevaartuigen die in formatie vliegen.
Een team van onderzoekers van de Universiteit van Cardiff, Ioannis Kamaretsos, Mark Hannam en B. Sathyaprakash, hebben een krachtige supercomputer gebruikt om te simuleren wat voor soort zwaartekrachtgolven zouden kunnen ontstaan door het samenvoegen van zwarte gaten. Twee zwarte gaten die om elkaar heen draaien, zouden zwaartekrachtgolven moeten uitstralen en geleidelijk aan energie verliezen. Dit zorgt ervoor dat ze naar binnen spiralen, botsen en een zwart gat creëren dat sterk vervormd is.
Volgens hun simulatie zullen de zwaartekrachtsgolven van dit vervormde zwarte gat een kenmerkende "toon" afgeven, zoals een rinkelende bel. Door alleen deze toon te meten, zullen astronomen in feite zowel de massa van het zwarte gat als de snelheid van zijn draaiing kunnen afleiden. Bovendien zou de vervorming van de zwaartekrachtgolven onderzoekers in staat moeten stellen te "zien" wat er gebeurt binnen de horizon van het zwarte gat; om te begrijpen wat er met de fuserende monsters is gebeurd nadat ze verdwenen onder de gedeelde horizon van de gebeurtenis.
"Door de sterke punten van de verschillende tonen te vergelijken, is het niet alleen mogelijk om meer te weten te komen over het uiteindelijke zwarte gat, maar ook over de eigenschappen van de oorspronkelijke twee zwarte gaten die aan de botsing hebben deelgenomen", zei Ioannis Kamaretsos in een persbericht.
Het is natuurlijk belangrijk op te merken dat gravitatiegolven zelf nog steeds puur theoretisch zijn. Hoewel er al meerdere op de grond gebaseerde detectoren zijn gebouwd en nog meer gevoelige op de ruimte gebaseerde detectoren onderweg zijn, is er nog geen directe detectie van een zwaartekrachtgolf geweest, alleen indirecte detecties. Ik zou echter niet wedden tegen Einstein. Hij heeft een behoorlijk goede staat van dienst.
Oorspronkelijke bron: Cardiff News Release
