Zlewanie się par czarnych dziur i fale grawitacyjne

Istnienie fal grawitacyjnych zostało niedawno potwierdzone przez detektor interferometryczny LIGO. Kształt funkcji falowej w zależności od czasu zarejestrowany przez ten detektor (po odjęciu szumu) jest bardzo dobrze zgodny z sygnałem, jakiego spodziewamy się w wyniku zlania się dwóch czarnych dziur. Poniższy wykres przedstawia grawitacyjną funkcję falową którą policzyliśmy z symulacji zlewających się czarnych dziur o stosunku mas 0.85 i bezwymiarowych spinach 0.2 i 0.3, dla cięższej i lżejszej czarnej dziury, odpowiednio. (Symulacje kodem Einstein Toolkit. Autor: Szymon Charzyński).
radiation_l2m2_012
Poniższa animacja przedstawia wizualizację fali grawitacyjnej. Mapa przedstawia rozkład jednej ze składowych tensora krzywizny Weyla, Psi4, w trakcie spiralowania pary czarnych dziur oraz tuż po zlaniu się obiektów. Masy czarnych dziur dla tej symulacji to około 0.55 i 0.45 (w jednostkach bezwymiarowych ADM, gdzie całkowita masa układu wynosi 1), zaś ich bezwymiarowe spiny to odpowiednio 0.2 i 0.3.

Kliknij na kolejny obrazek, aby obejrzeć animację pokazującą kształt horyzontu zlewających się czarnych dziur (przed, w trakcie i po zderzeniu). Parametry modelu to stosunek mas czarnych dziur q=2 oraz ich rotacja. Mniejsza czarna dziura jest nierotująca, natomiast większa (bardziej masywna) posiada moment pędu na jednostkę masy równy a=0.9 (autor: Agnieszka Janiuk).

Kliknij na obrazek aby zobaczyć kolejną animację przedstawiającą zlewanie się pary czarnych dziur. Filmik pokazuje lokalizację horyzontów (okręgi) oraz trajektorie pary czarnych dziur podczas spiralowania (linie czerwona i zielona) w płaszczyźnie orbitalnej układu (jednostki bezwymiarowe). Czarna dziura powstała po zlaniu się pary uzyskuje efekt odrzutu (trajektoria niebieska), związany z emisją fal grawitacyjnych. Parametry smulacji: stosunek mas q=3, bezwymiarowe spiny składników: a1=0.9, a2=0. Produkt zderzenia uzyskał spin a3=0.7. (autor: Szymon Charzyński).


by with no comments yet.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>