מודל יחסותי מלא מציע שחתימת ה-EMRIs – הסתחררויות פנימה של חור שחור קטן אל חור שחור על-מסיבי תישא “טביעות אצבע” של ריכוזי חומר אפל, שגלאים עתידיים כמו LISA יוכלו למדוד לאורך חודשים ושנים
מחקר חדש של מדענים באוניברסיטה של אמסטרדם מתאר איך גלי כבידה שנוצרים על ידי חורים שחורים יוכלו לאפשר דרך לגלות חומר אפל ולדעת יותר על התנהגותו. המחקר מציג שיטה משוכללת לחיזוי איך חומר אפל ליד חור שחור יכול להשפיע על גלי הכבידה שמערכות אלה יוצרות. ממלא בו תפקיד מרכזי מודל המבוסס על תורת היחסות הכללית של איינשטיין שמתאר, בדיוק רב, את אופן האינטראקציה בין חור שחור וחומר סמוך.
משימות חלל עתידיות כמו אנטנת החלל LISA של סוכנות החלל האירופית, ששיגורה מתוכנן ל-2035, צפויות להקליט את האותות האלה במשך חודשים או אפילו שנים, ולעקוב אחרי מאות אלפי עד מיליוני מחזורי הקפה. אם בונים את המודלים נכון, "טביעות האצבע" הקוסמיות האלה יכולות לגלות איך חומר – במיוחד החומר האפל המסתורי שסבורים שהוא מהווה את רוב החומר ביקום – מפוזר בסביבה המיידית של חורים שחורים מסיביים.
נקודת מבט יחסותית
לפני שמשימות כמו LISA יתחילו לקלוט נתונים, חיוני לחזות בפירוט את הסוג הנתונים שעלינו לצפות ואיך להפיק מהם כמה שיותר מידע. עד כה, רוב המחקרים הסתמכו על תיאורים מפושטים של אופן ההשפעה של הסביבה על EMRIs. במחקר החדש סוגרים את הפער הזה לגבי סוג רחב של סביבות. הוא מספק את המסגרת היחסותית במלואה הראשונה – כלומר משתמשים בתאוריית הכבידה של איינשטיין באופן מלא, במקום בקירובים פשוטים יותר המבוססים על כבידה ניוטונית – כדי לתאר איך הסביבה של חור שחור מסיבי משנה את המסלול של EMRI וגלי הכבידה הנובעים.
המחקר מתמקד במיוחד בריכוזים צפופים של חומר אפל – המכונים גם "חודים" או "תילים" – שעשויים להיווצר סביב חורים שחורים מסיביים. על ידי שילוב התיאור היחסותי החדש שלהם במודלים הכי חדישים של צורות גל, המחברים מראים איך מבנים כאלה ישאירו חותם ניתן למדידה באותות שיקליטו גלאים עתידיים. המחקר הזה הוא צעד מהותי בתוכנית ארוכת טווח שמטרתה להשתמש בגלי כבידה למיפוי הפיזור של החומר האפל ביקום ולשפוך אור על טיבו היסודי.
עוד בנושא באתר הידען:
