Их метод напрямую сравнивает данные гравитационно-волновой обсерватории с лазерным интерферометром с результатами новейшего численного моделирования двойных черных дыр, включая моделирование, выполненное в RIT.В статье, доступной в Интернете, LIGO Scientific Collaboration повторно проанализировал первые обнаруженные гравитационные волны с помощью этого метода. Результаты этого моделирования показывают, что первые обнаруженные черные дыры были немного более похожими по массе, чем считалось ранее.
Среди авторов RIT, представивших статью, — профессорско-преподавательский состав Ричард О’Шонесси, Мануэла Кампанелли, Карлос Лусто, Джон Уилан и Йозеф Злоховер; постдокторант Джеймс Хили; аспиранты Якоб Ланге и Юаньхао Чжан; и студентка бакалавриата Моника Риццо и недавний выпускник Джексон Генри. Все они являются членами Центра вычислительной теории относительности и гравитации RIT и LIGO Scientific Collaboration.
«Впервые численное моделирование двойных черных дыр используется непосредственно для оценки параметров двойной системы, и в этой статье доказывается, что это можно сделать с высочайшей точностью», — сказал Лусто.Проверочное исследование метода проводится доктором философии Ланге. Студент аспирантуры RIT по астрофизическим наукам и технологиям. «Наш подход сравнивает формы волны напрямую с численным моделированием относительности, чтобы повторно проанализировать первое обнаружение гравитационной волны», — сказал он.
Исследования Ланге поддерживают усилия Лусто и О’Шонесси по усовершенствованию нового конвейера данных о гравитационных волнах с помощью целевого моделирования. О’Шонесси представил доклад в начале этого месяца на семинаре по физике гравитационных волн и астрономии в Кейп-Коде, штат Массачусетс.
«Большая часть интересной информации приходит в конце, когда черная дыра совершает свои самые дикие движения, и вся крутая физика теории Эйнштейна действительно выходит на первый план», — сказал О’Шонесси, доцент Школы математических наук RIT. «Мы думаем, что, смоделировав наиболее интересную часть и прикрепив простую, мы сможем заниматься действительно интересной наукой, которая невозможна никаким другим способом».Ученые RIT сыграли ключевую роль в знаменательном открытии LIGO Scientific Collaboration. Их смоделированный сигнал независимо подтвердил наблюдаемую форму волны, созданную слиянием черных дыр, и помог подтвердить общую теорию относительности Эйнштейна. Это новое исследование демонстрирует роль смоделированных сигналов в анализе гравитационных волн.
«Эти симуляции — это то, что мы использовали все эти годы, чтобы получить всю имеющуюся у нас информацию о том, как сливаются черные дыры и их гравитационное излучение», — сказал О’Шонесси. «Это наиболее полные и точные модели двойного слияния черных дыр».Моделирование черных дыр с разными массами и спинами, которые совпадают или причудливо выровнены, требует сложной математики уравнений сильного поля Эйнштейна.
О’Шонесси работал над конвейером данных с Лусто, лидером в области численной теории относительности, который моделирует сценарии черных дыр на суперкомпьютерах.Их подход использует моделирование для извлечения информации о свойствах черных дыр непосредственно из данных гравитационных волн.
Напротив, первоначальный анализ первых гравитационных волн использовал приближения, полученные из предыдущих симуляций, чтобы получить представление.«Метод Ричарда позволяет нам избежать промежуточного этапа, он быстрее и точнее», — сказал Лусто, профессор Школы математических наук RIT и член Американского физического общества. «Метод всегда совершенствуется, потому что с каждым новым моделированием он адаптируется.
Он может только улучшаться».В моделировании Лусто используются вычислительные методы эпохального исследования 2005 года, которое он провел вместе с Кампанелли, директором Центра вычислительной теории относительности и гравитации RIT и членом LIGO Scientific Collaboration, и Злоховером, доцентом Школы математических наук RIT.