Tokyo Metropolitan Üniversitesi’nden bir bilim adamı, bir kara delik tarafından yayılan yerçekimi dalgalarında uzun süredir “uyumsuzluk” problemini çözdü.
Yüksek hassasiyetli bilgi işlem ve yeni bir teorik fizik çerçevesi kullanılarak, bunun bir çift ayırt edici “mod”, yani bir kara deliğin “çalabileceği” farklı yollar arasındaki rezonanstan kaynaklandığı keşfedildi. Fenomen, kara delik spektroskopisinin yeni ortaya çıkan alanına yeni bilgiler sunmaktadır.
Araştırma dergide yayınlandı Fiziksel İnceleme Mektupları.
Kara delikler astrofiziksel nesneler o kadar yoğundur ki, ışık bile yerçekimi çekimlerinden kaçamaz. Bununla birlikte, kozmostan müthiş varlıklarına rağmen, sadece son on yılda nasıl davrandıkları ile boğuşmaya başladık.
Bu, ligo (lazer interferometri yerçekimi-dalga gözlemevi) tarafından yönetilen küresel algılama çabalarının-virgo-kagra (Kamioka yerçekimi dalgası dedektörü) işbirliğinin, uzam-zamanın kumaşında kara delikler tarafından oluşturulan rahatsızlıkları tespit etmeyi mümkün kıldığı yerçekimi dalgası astronomisinin ortaya çıkması sayesinde.
Teorik fizikçiler artık teorik modellerden çalışan kara deliklerin verdiği yerçekimi dalgalarını anlamaya çalışmakla ilgili Herkül göreviyle karşı karşıya.
Bu çabalardan biri, 1997 yılında, bu dalgaların nasıl görünmesi gerektiğinde meraklı bir düzensizlik keşfeden Tokyo Teknoloji Enstitüsü’nden (şimdi Tokyo Bilim Enstitüsü) bir lisansüstü öğrencisi Hisashi Onozawa tarafından yapılan bir hesaplamaydı. Tıpkı bir zil çanı tarafından yayılan ses gibi, yerçekimi dalgalarının “modlar” veya kara deliğin “titreştiği” farklı yollarla yayılan farklı seslerin bir kombinasyonundan oluşması beklenir.
Bu modların sorunsuz ve öngörülebilir bir şekilde değişmesi bekleniyordu. Bununla birlikte, hesaplamalar, belirli bir modun diğerlerinden tamamen farklı davrandığı şaşırtıcı bir “uyumsuzluk” gösterdi. O zaman insanlar bir hesaplama hatası veya bir artefakt şüphelendiğinden, ancak daha iyi bilgisayarların ortaya çıkmasıyla bile, sonuç çözülmemiş bir gizem olarak kaldı.
Şimdi, 30 yıl sonra, daha önce Kogakuin Üniversitesi’ne bağlı Tokyo Metropolitan Üniversitesi’nden Doçent Hayato Motohashi, bu sorunu hassas hesaplamalar ve Hasit olmayan fiziğin yeni teorik alanını kullanarak çözdü.
Modların davranışına yakından bakıldığında, uyumsuzluğun bir modda izole edilmediğini, ancak birbirleriyle rezonant bir şekilde etkileşime giren iki modun bir sonucu olduğunu buldu. Aslında, birçok modu inceleyerek, modlar arasındaki bu tür etkileşimlerin nadir bir olay olmadığı, ancak bir dizi modda evrensel olarak ortaya çıkan bir olay olduğu ortaya çıkıyor.
Bir dizi teorik analiz yoluyla, kara deliklerdeki modlar arasındaki bu rezonansın, sadece astrofizikte değil, aynı zamanda optik fiziğin de yerçekimi yerine elektromanyetik dalgalara bakarak bir dizi fiziksel fenomenin bir örneği olduğu gösterilmiştir.
Yeni bir teorik yaklaşımın disiplinler arası uygulaması, çevrimiçi olan Ligo-Virgo-KAGRA işbirliği gibi küresel ölçekli deneylerin gerçek potansiyelinin kilidini açarak, yeni bir Hasitan yerçekimi fizik alanının doğuşunu müjdeliyor.
