Nature: Ученые рассчитали столкновения черных дыр с рекордной точностью

Впервые исследователи смогли вычислить параметры столкновений чёрных дыр с беспрецедентной для теоретических моделей точностью. Это откроет новые возможности для более чёткой интерпретации сигналов, которые будут регистрировать будущие детекторы, в частности, космическая обсерватория LISA, запланированная к запуску в 2030-х годах.

В основе исследования лежат методы, адаптированные из физики высоких энергий. Учёные представили взаимодействие чёрных дыр как последовательность "обменов" гравитационными импульсами. Для этого потребовалось решить миллионы уравнений, которые удалось свести к 40 ключевым формулам. Вычислением занимались на суперкомпьютеры.

Неожиданным открытием стало появление в вычислениях структур сложных геометрических форм, которые ранее изучались исключительно в контексте теории струн. Именно это оказалось ключевым фактором для точного определения энергии, высвобождаемой при столкновении чёрных дыр.

Разработанные модели уже получили подтверждение на основе данных для систем, в которых чёрные дыры движутся со скоростями, приближающимися к скорости света. Однако основная задача заключается в подготовке к работе с данными LISA, которая сможет регистрировать низкочастотные сигналы, недоступные современным детекторам.