宇宙の多くの謎に関して、ブラックホールのために特別なカテゴリーが予約されています。それらは肉眼では見えないので、目に見えないまま検出されたままであり、科学者はそれらを研究するために、それらの強い重力が近くの星やガス雲に及ぼす影響を「見る」ことに頼らざるを得ません。
カーディフ大学のチームのおかげで、それはまもなく変わるかもしれません。ここで、研究者たちは、科学者が宇宙全体の何百ものブラックホールを発見するのに役立つ画期的な成果を達成しました。
物理学と天文学の学部のマークハンナム博士が率いる研究者たちは、レーザー干渉計重力波観測装置（LIGO）検出器を使用する科学者が発見する可能性のあるすべての潜在的な重力波信号を予測することを目的とした理論モデルを構築しました。
マイクロフォンのように機能するこれらの検出器は、ブラックホール衝突の残骸を検索するように設計されています。カーディフチームは、スイッチを入れたときに、彼らの研究が一種の「スポッターガイド」として機能し、科学者が数百万年前に発生した重力波と呼ばれる衝突のかすかな波紋を見つけるのに役立つことを期待しています。
カーディフチームは、ポスドク研究者、博士課程の学生、ヨーロッパとアメリカの大学の共同研究者で構成され、世界中の科学者と協力して宇宙の起源を解明しようとします。
「ブラックホールが急速に回転すると、回転するコマが倒れる前に最後のぐらつきと同じように、軌道がぐらつく」とハンナム氏は語った。 「これらのぐらつきは、ブラックホールが互いの周りの野生の経路をたどることを可能にし、非常に複雑な重力波信号につながります。私たちのモデルは、この挙動を予測し、科学者が検出器データから信号を見つけられるようにすることを目的としています。」
すでに、新しいモデルはコンピューターコードにプログラムされており、世界中のLIGOの科学者が、検出器がオンになったときにブラックホールの合併を探すために使用する準備をしています。
ハンナム博士はさらに次のように述べています。しかし、ブラックホールでぐるぐる回るのを想像すれば、すべてがはるかに明確に見え、何が起こっているのかを説明する方程式を書き留めることができます。まるで手を振っているように見える高速回転遊園地の子供を見ているようなものです。余談ですが、彼らが何をしているのかを知ることは不可能です。しかし、あなたが彼らの隣に座っていると、彼らは完全にじっと座って、親指をあきらめるだけかもしれません。」
しかしもちろん、やるべきことはまだあります。「これまでのところ、ブラックホールが互いに向かって渦巻く間に、これらの歳差運動の効果のみを含めました」とハンナム博士は言いました。 「ブラックホールが衝突したときのスピンの動作を正確に実行する必要があります。」
そのため、衝突の前後の瞬間のアインシュタインの方程式を解くために、大規模なコンピューターシミュレーションを実行する必要があります。また、これらの複雑なシステムの全体的な動作を理解するために、ブラックホールの質量とスピン方向の十分な組み合わせをキャプチャするには、多くのシミュレーションを生成する必要があります。
さらに、カーディフチームの時間は多少制限されます。検出器のスイッチが入ると、最初の重力波検出が行われる前に時間の問題になります。ハンナム博士と彼の同僚が作成している計算は、彼らがそれらを最大限に活用することを望む場合、時間内に準備ができている必要があります。
しかしハンナム博士は楽観的です。 「何年もの間、ブラックホール運動のもつれを解く方法に困惑していた」と彼は言った。 「私たちはそれを解決したので、次に何をすべきかを知っています。」
