ঘূর্ণায়মান ব্ল্যাক হোল সিঙ্ক্রোনাস বাঁকতে পছন্দ করতে পারে

মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বিশালাকার দুই-কানযুক্ত মহাকর্ষীয় তরঙ্গ পর্যবেক্ষণকারী LIGO যখন প্রথম মহাকর্ষীয় তরঙ্গ আবিষ্কার করেছিল তখন আমি রোমাঞ্চিত হয়েছিলাম। যখন কন্যা রাশি অনলাইন ছিল, তখন ত্রিভুজাকার মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সংকেত সম্ভব হয়েছিল এবং মহাকর্ষীয় তরঙ্গ জ্যোতির্বিদ্যা বাস্তবে পরিণত হয়েছিল।

এটি শুধুমাত্র সময় এবং পরিসংখ্যানের ব্যাপার ছিল যে স্বতন্ত্র ঘটনাগুলি দেখার প্রাথমিক উত্তেজনা শেষ হওয়ার পরে, বিজ্ঞানীরা ডেটা থেকে নতুন অন্তর্দৃষ্টি বের করতে শুরু করেছিলেন। একজোড়া এর নতুন নথি ব্ল্যাক হোলের একত্রীকরণের পরিসংখ্যানের দিকে তাকালেন, এবং নথির ফলাফলগুলি দেখায় যে ব্ল্যাক হোলের ঘূর্ণনের বন্টনে অস্বাভাবিক কিছু থাকতে পারে।

একটি সুস্পষ্ট মৃত্যু সর্পিল

মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলি সময় এবং স্থানের মধ্যে চলমান ভরের ফলাফল। ভর স্থান এবং সময় প্রসারিত করে এবং একটি লহরী প্রভাব সৃষ্টি করে, যেমন জলে চলন্ত নৌকা থেকে গ্রীষ্মের তরঙ্গ আসে। এবং ঠিক গ্রীষ্মের তরঙ্গের মতো, ভারী এবং দ্রুত ভর, তরঙ্গ তত বড়। জলের বিপরীতে, স্থান-কাল খুব কঠোর, তাই এটি একটি লক্ষণীয় মহাকর্ষীয় তরঙ্গ তৈরি করতে একটি মহাসাগরের লাইনারের চেয়ে বেশি সময় নেয়।

এর মানে হল যে আমরা শুধুমাত্র অত্যন্ত উচ্চ গতিতে চলমান খুব ভারী বস্তু থেকে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ পর্যবেক্ষণ করতে পারি। মৃত্যু সর্পিল এবং সংঘর্ষের শেষ মুহুর্তে ব্ল্যাক হোলের জুটি অবশ্যই এই ছাত্রকে মানায়। শেষ কয়েকটি কক্ষপথে, দুটি ব্ল্যাক হোলের বেগ রয়েছে যা আলোর গতির একটি সম্মানজনক অংশ।

এটি উৎপন্ন করে ভর মহাকর্ষীয় তরঙ্গ, যখন তারা আমাদের কাছে পৌঁছায়, নিউ ইয়র্ক এবং লস অ্যাঞ্জেলেসের মধ্যে কয়েক ফেমটোমিটার দূরত্ব প্রসারিত তরঙ্গ। পরিপ্রেক্ষিতে, একটি হাইড্রোজেন পরমাণু 100,000 ফেমটোমিটারের স্তরে রয়েছে।

কয়েক দশক ধরে, এই সব তত্ত্বের বিষয় ছিল। যাইহোক, আমরা অবশেষে ডিটেক্টর তৈরি করতে সক্ষম হয়েছি যা আমাদের এই তত্ত্বটি পরীক্ষা করার অনুমতি দেয়। স্পষ্টতই, প্রথম কয়েকটি উদ্ঘাটন অত্যন্ত উত্তেজনার সাথে দেখা হয়েছিল। আমাদের কাছে এখন মহাকর্ষীয় তরঙ্গ ইভেন্টগুলির ক্যাটালগ রয়েছে যা ডেটা দিয়ে প্রাপ্ত করা যেতে পারে।

প্রথমে আপনি ঘোরান, তারপর আপনি কক্ষপথে যান

যখন দুটি ব্ল্যাক হোল একে অপরের কক্ষপথে ঘোরে, তখন তাদের কক্ষপথ একটি সমতল দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়, কক্ষপথের দিকটি সমতলে ঘড়ির কাঁটার দিকে বা ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে শেষ হয়। উভয় ব্ল্যাক হোলই ঘূর্ণন করতে পারে, তবে এই স্পিনটি অবশ্যই সমতলের মধ্যে হতে হবে বা কক্ষপথের ঘূর্ণনের মতো একই দিকে নয়। আসলে, গবেষকদের মতে, ব্ল্যাক হোলের ঘূর্ণন দুর্ঘটনাজনিত নয়, এবং এটি অন্য কিছু বলে মনে করার কোন কারণ নেই।

যাইহোক, বাইনারি পদ্ধতিতে, দুটি ব্ল্যাক হোলের ঘূর্ণন সারিবদ্ধ হওয়ার পূর্বাভাস দেওয়া হয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি ব্ল্যাক হোল অরবিটাল সমতলে ঘড়ির কাঁটার দিকে 90 ডিগ্রি ঘোরে, অন্যটি কক্ষপথের সমতলে ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে 90 ডিগ্রি ঘোরে।

যদি ব্ল্যাক হোলগুলির ঘূর্ণনগুলি তাদের কক্ষপথের সাথে মিলে না যায়, তবে ব্ল্যাক হোলের ঘূর্ণনগুলি ঘূর্ণনশীল শিখর হিসাবে তাদের আগে থাকবে, একই সময়ে তাদের অ্যান্টিহিস্টামাইনগুলি সংরক্ষণ করবে। সঠিক অবস্থার অধীনে, এটি অরবিটাল সমতলে দোলন এবং স্পিন-অরবিট রেজোন্যান্স নামে এক ধরনের অনুরণন সম্ভাবনাও প্রদান করতে পারে। (এখানে, ঘূর্ণন অভিযোজন অরবিটাল ওরিয়েন্টেশন পরিবর্তন করে, যার ফলে ঘূর্ণন অভিযোজন পরিবর্তন হয়, ইত্যাদি)

এখনও অবধি, এই ধারণাগুলি শুধুমাত্র মডেলগুলিতে অন্বেষণ করা হয়েছে, কিন্তু এখন আমাদের কাছে ব্ল্যাক হোলের সংমিশ্রণের একটি ক্যাটালগ রয়েছে, আমরা অবশেষে প্রমাণ খুঁজতে শুরু করতে পারি।

একটি আশ্চর্যজনকভাবে ছোট আঘাত

গবেষণা দল একটি পরিসংখ্যানগত মডেল ব্যবহার করে পর্যবেক্ষণ করা মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলিকে ব্ল্যাক হোলের সম্ভাব্য ঘূর্ণন দিকগুলিতে প্রচার করার চেষ্টা করেছিল। গবেষকরা স্পিনগুলির দুটি সম্ভাব্য বিতরণ গ্রহণ করেছেন: সমানভাবে বিতরণ করা (কোন পছন্দের অভিযোজন নেই) এবং সর্বোচ্চ বিতরণ (পছন্দের অভিযোজন)।

উভয় ক্ষেত্রেই, ফলাফলগুলি দেখায় যে ব্ল্যাক হোল স্পিনগুলির প্রান্তিককরণ পছন্দ করা হয়। এটি নিশ্চিত করে (দুর্বল হলেও) মডেলের ভবিষ্যদ্বাণী যা স্পিন-অরবিট অনুরণন ঘটায়। এমনকি অনুমান করেও যে ব্ল্যাক হোলের ঘূর্ণনের একটি পছন্দের অভিযোজন ছিল না, তথ্যটি অরবিটাল সমতলে 45-ডিগ্রি অভিযোজন পছন্দ করে।

এটি একটি বিস্ময়কর বিষয়, প্রদত্ত যে এখনও পর্যন্ত কোনও মডেল পছন্দের ঘূর্ণন অভিযোজনের পূর্বাভাস দেয়নি৷ উভয় ক্ষেত্রেই, যৌগগুলির সংখ্যা এখনও শক্তিশালী ফলাফল তৈরি করতে খুব কম, তাই এই প্রাথমিক বিবেচনা করুন।

গবেষকরা আরও দেখেছেন যে কীভাবে ঘূর্ণনের অভিযোজন সম্মিলিত ব্ল্যাক হোলের চূড়ান্ত অবস্থাকে প্রভাবিত করবে। মহাকর্ষীয় তরঙ্গের উত্পাদন ফিউশনের পরে ব্ল্যাক হোলকে উদ্দীপিত করে (ব্ল্যাক হোলের জন্য নিউটনের তৃতীয় সূত্রটি বিবেচনা করুন)। স্পিন-অরবিট রেজোন্যান্স সহ কিছু মডেল ভবিষ্যদ্বাণী করেছে যে প্রভাব 5,000 কিমি / ঘন্টার বেশি হতে পারে। এটি একটি গ্যালাকটিক লাফ দিয়ে একটি ব্ল্যাক হোলকে ঘাড় দিয়ে আঁকড়ে ধরে আন্তঃগ্যালাক্টিক স্পেসে ফেলে দেওয়ার সমতুল্য।

যদিও ঘূর্ণন সামঞ্জস্যের পূর্বাভাসগুলি বেশ দুর্বল, তবুও এটি প্রায় 300 কিমি/ঘন্টা একটি সু-সংজ্ঞায়িত স্ট্রোকের জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী পূর্বাভাস হিসাবে দেখা যাচ্ছে। আপনি দেখতে পাচ্ছেন, শুধুমাত্র সবচেয়ে সূক্ষ্ম জ্যোতির্বিদ্যার আবাসস্থল (আসলে বিশ্ব ক্লাস্টার) ঘোরার সাথে সাথে আপনাকে একত্রিত করতে চালিত করবে।

অবশ্যই, আরও তথ্যের সাথে, স্পিন অভিযোজনে পর্যবেক্ষণ করা শিখরটি অদৃশ্য হয়ে যেতে পারে। এই কি কাগজ উত্তেজিত. আগের বছরগুলোর মতো নয়, যখন কোনো তথ্য ছিল না, এমনকি কয়েক বছর আগেও, যখন প্রত্যেকে তাদের অনুমান একটি একক ঘটনার উপর ভিত্তি করে তৈরি করেছিল, এখন আমাদের কাছে তথ্য আছে। এবং আমরা আরও শিখব। মডেলগুলি খণ্ডন করা হয়, উন্নত বা বৈধ করা হয় এবং এটি প্রক্রিয়ায় যা আছে তার একটি ভাল উদাহরণ।

শারীরিক পর্যালোচনা চিঠি, 2022, DOI: 10.1103 / PhysRevLett.128.031101 (DOI সম্পর্কে)

শারীরিক পর্যালোচনা D, 2022, DOI: 10.1103 / PhysRevD.104.103018