Модель предвосхищала массивные черные дыры, наблюдаемые обсерваторией гравитационных волн с лазерным интерферометром. Две сталкивающиеся массы создали первые непосредственно зарегистрированные гравитационные волны и подтвердили общую теорию относительности Эйнштейна.
«Вселенная не везде одинакова», — сказал Ричард О’Шонесси, доцент Школы математических наук RIT и соавтор исследования под руководством Кшиштофа Бельчинского из Варшавского университета. «В некоторых местах образуется намного больше бинарных черных дыр, чем в других. В нашем исследовании эти различия тщательно учитываются».По словам О’Шонесси, массивные звезды, которые коллапсируют сами на себя и заканчивают свою жизнь как черные дыры, такие как пара, обнаруженная LIGO, чрезвычайно редки.
Это менее развитые, «более примитивные звезды», которые имеют особые конфигурации во Вселенной. Эти звезды из ранней Вселенной состоят из более чистого водорода, газа, который делает их «титанами среди звезд» с массой от 40 до 100 солнечных. Напротив, более молодые поколения звезд потребляли трупы своих предшественников, содержащие тяжелые элементы, что задерживало их рост.
«Поскольку LIGO гораздо более чувствителен к этим тяжелым черным дырам, эти области чистого газа, образующие тяжелые черные дыры, чрезвычайно важны», — сказал О’Шонесси. «Эти редкие регионы действуют как фабрики по созданию идентифицируемых пар черных дыр».О’Шонесси и его коллеги предсказывают, что массивные черные дыры, подобные этим, вращаются стабильно, а их орбиты остаются в одной плоскости.
Модель показывает, что выравнивание этих массивных черных дыр невосприимчиво к крошечному удару, который следует за коллапсом ядра звезды. Тот же самый удар может изменить расположение меньших черных дыр и раскачать их орбитальную плоскость.
По словам О’Шонесси, расчеты, опубликованные в Nature, являются наиболее подробными из когда-либо выполненных расчетов подобного рода. Он сравнивает эту модель с лабораторией для оценки будущих перспектив гравитационно-волновой астрономии. Другие астрономы, занимающиеся гравитационными волнами, теперь также используют эту модель в своих собственных исследованиях.
«Мы уже видели, что можем многое узнать о теории Эйнштейна и массивных звездах только из этого одного события», — сказал О’Шонесси, также член научного сотрудничества LIGO, которое помогло сделать и интерпретировать первое открытие гравитационных волн. . «LIGO не собирается видеть 1000 подобных черных дыр каждый год, но многие из них будут еще лучше и интереснее, потому что у нас будет лучший инструмент — лучшие очки для их просмотра и лучшие методы».О’Шонесси является членом Центра вычислительной теории относительности и гравитации RIT, где он сотрудничает с Карлосом Лусто, профессором Школы математических наук RIT и членом LIGO Scientific Collaboration.
«Мы чувствуем себя родителями прекрасной дочери, получившей название гравитационно-волновой астрономии, родившейся несколько месяцев назад и наблюдающей, как с каждым днем она становится все красивее», — сказал Лусто.