[SchrödingersCat]

Max Planck Enstitüsü'nün Yerçekimi Fiziği araştırmacıları ve Rochester Teknoloji ve Çevre Enstitüsü'nün Teorik Fizikçileri, son zamanlarda ikili kara deliğin içinde yer alan yeni bir fenomen için güçlü sayısal kanıtlar topladı. Physical Review Letters'da yayınlanan çalışmada toplanan verileri heyecan verici yeni bir görüşü ortaya çıkarıyor. İkili Kara Delikte (BBH) Dış sınıra yakın kıstırılmış yüzeyler (MOTS) bulunuyor yani birbirine yakın yörüngede iki kara delikten oluşan bir sistem.

"Az değer görmüş olan olay ufku kara delik birleşmelerinin astrofiziksel özelliklerini açıklamada yeterli değildir. Daha yeterli olan yüzeylerdir ki onlar da sıkıcı isimler altında (MOTS) olarak adlandırılmıştır. Bu ilginç isim aslında kara delikleri anlamamızda büyük önem taşıyor."

Geçtiğimiz 15 ila 20 yıl boyunca, son makalenin yazarlarından ikisi olan Badri Krishnan ve Erik Schnetter, kara delik kütlesi ve açısal momentumunu hesaplamak için sınır yüzeylerini kullanmanın yollarını geliştirdi. Bu alandaki başarılarına rağmen, kilit bir soruya cevap veremediler: MOTS'ler BBH birleşiminde birleşiyorlarsa bu tam olarak nasıl gerçekleşiyor?

Araştırmacılar bu birleşme hakkında daha fazla şey öğrenmek ve içinde gizlenebilecek ilginç topolojik özellikleri de ortaya çıkarmak için istekliydiler. Daniel Pook-Kolb ve makalenin bir başka yazarı Max Planck Enstitüsü'nden bir doktora öğrencisi, bu konuyu daha da incelemeye karar verdi.

"Birleşmeyi anlamak için, önceki tüm çalışmaları yenen sayısal olarak zorlu bir görev olan çarpıtılmış sınır yüzeylerini bulmamız gerekiyor. Bu görev için yeni bir sayısal teknik geliştirdik ve birleşme noktasına daha da yaklaştık. Yine de, yöntemlerimiz bile, kesikli yüzeylerin göründüğü eğriye çok yaklaşamıyor. ”

Araştırmacılar önceki çalışmalarında aradıkları sonuçları elde edemedikleri için MOTS'lerin bir BBH sisteminde birleşmesini araştırmak için farklı yollar aramaya devam ettiler. Sonunda Schnetter yeni bir fikir buldu: kesişen döngülere sahip yüzeyleri aramak.


Sonunda, bu tür topolojik özelliklerin var olduğu ve aslında kara delik birleşmelerinin genel özellikleri olabileceği ortaya çıktı.

Araştırmacılar, dönmeyen ve farklı kütleli iki kara deliğin kafa kafaya çarpışmalarını simüle ettiler. Bu simülasyonlarda, bir BBH birleşmesinden kaynaklanan nihai kara delikle ilişkili MOTS'nin, sistemdeki iki ilk kara deliğe karşılık gelen başlangıçta ayrılan iki yüzeyle birleştiği gözlendi.

Simülasyonlarında toplanan gözlemler, birleşmeden hemen sonra oluşan kendi kesişimlerine sahip bir MOTS varlığına da işaret ediyor. Ancak araştırmacılar, bulgularından bir tanesinin diğerlerine kıyasla gelecekteki yerçekimi dalgası gözlemleri için çok daha büyük etkileri olacağını umuyorlar.

"Şimdi, bizi iki başlangıçtaki kara delikten sonuncuya götüren bir dizi sınır yüzeyi var. Birleşme sırasında kara deliklerin fiziksel olarak nasıl davrandığını detaylı olarak hesaplayabiliriz. Gözlemlenen yerçekimi dalga sinyallerinde benzer özellikler bulmak özellikle ilginç olurdu. Daha sonra bir kara delik olay ufku içinde ne olduğunu gözlemsel olarak anladığımızı iddia edebiliriz. ”

Pook-Kolb, Schnetter, Krishnan ve meslektaşı Ofek Birnholtz tarafından toplanan sayısal kanıtlar, BBH birleşmeleri hakkında büyüleyici yeni görüşler sunuyor. Gelecekte, gözlemleri, genel astrofiziksel BBH yapılandırmaları için Penrose eşitsizliğini matematiksel olarak kanıtlama girişimleri de dahil olmak üzere yeni çalışmaların önünü açabilir.