Ученые смоделировали гравитационные волны черных дыр в режиме реального времени

Группа исследователей из Института интеллектуальных систем Макса Планка (MPI-IS) в Тюбингене и Института гравитационной физики (AEI) в Потсдаме представила нейронную сеть и с ее помощью вывела все свойства двойной черной дыры.

Новый алгоритм называется DINGO (глубокий вывод для наблюдений гравитационных волн). Сеть за несколько секунд выводит размер, спины и все параметры, которые описывают черные дыры. Ученые впервые провели этот анализ с такой скоростью и точностью.

"Мы можем за несколько секунд определить, насколько большими и массивными были две черные дыры, которые генерировали гравитационные волны при слиянии. Судя же относятся скорость вращения черной дыры, расстояние от Земли и источник гравитационной волны", - объясняет Максимилиан Дакс, первый автор исследования.

Черные дыры являются одной из загадок Вселенной. Они испускают гравитационное излучение - колебания пространства и времени, которые в 1916 году предсказал Альберт Эйнштейн. Это приводит к тому, что орбита становится все быстрее и плотнее, в результате чего черные дыры сливаются в последнем всплеске излучения. Эти гравитационные волны распространяются по Вселенной со скоростью света, и некоторые обсерватории их фиксируют. Ученые сравнивают эти данные с теоретическими предсказаниями, чтобы оценить свойства источника, в том числе размер черных дыр и скорость их вращения.

Новый метод будет полезен для изучения сложных сигналов гравитационных волн, конфигураций двойных черных дыр и двойных нейтронных звезд. В то время как столкновение черных дыр высвобождает энергию в форме гравитационных волн, сливающиеся нейтронные звезды также производят излучение в электромагнитном спектре. Чтобы увидеть их через телескопы, нужно очень быстро определить, откуда исходит гравитационная волна. С помощью метода DINGO можно прогнозировать столкновения нейтронных звезд с черной дырой.