Sean McWilliams, en biträdande professor vid West Virginia University, har utvecklat en matematisk metod för att beräkna svarta hålsegenskaper från gravitationsvågdata. Han har skrivit ett papper som beskriver hans metod och publicerat det på arXiv förtrycksserver. Tidningen har accepterats för publicering i Fysiska granskningsbrev .

Det har gått två år sedan ett team som arbetade med LIGO -detektorn gjorde världsomspännande rubriker genom att meddela att de hade upptäckt gravitationsvågor. Sen den tiden, arbetare där och på andra håll har fortsatt arbetet, vill bättre förstå svarta hål, sammanslagna neutronstjärnor, och slutligen, gravitationen själv. Men sådant arbete har hindrats i ett avseende - källan till gravitationens vågor, sammanslagning av svarta hål, är så komplicerat att man trodde att signalerna de genererar inte kunde tolkas matematiskt. Istället, forskare har tolkat signalerna genom att jämföra dem med signaler som genereras med hjälp av datasimuleringar.

I denna nya insats, McWilliams (som var medlem i LIGO Scientific Collaboration Council) påstår sig ha utvecklat matematiska formler som kan användas för att beräkna signalen. Hans beräkningar innebär att man använder den innersta stabila cirkulära banan (ISCO), ett område runt ett svart hål som är ungefär tre gånger avståndet från händelsehorisonten, där ett objekt kan kretsa runt det svarta hålet utan att falla i. ISCO har historiskt varit utmanande för astrofysiker som sökt en matematisk lösning på problemet.

McWilliams förklarar att han kringgick problemet genom att helt enkelt utelämna det slutliga tillståndet för de sammanslagna svarta hålen. Han använde istället allmän relativitet för att beräkna vad som skulle hända med en liten massa när den snurrade till, och till slut störd, det sista svarta hålet som resulterade. Den där, han noterar, tillät honom att beräkna signalen från ISCO och inåt. Hans analytiska metod använder två formler som han skapade för att studera gravitationens vågor som kommer från kolliderande svarta hål. Han hävdar att resultaten är lika exakta som de som ges av simuleringar. Han föreslår också att de kan användas i framtida tester av allmän relativitet och för att analysera data från LIGO när forskare observerar fler svarta hålkollisioner. Mer arbete av andra inom området krävs innan påståenden McWilliams har gjort kan verifieras.

© 2019 Science X Network