Une étude récente de l'Université Humboldt de Berlin et de l'Université Queen Mary de Londres a atteint un nouveau niveau de précision dans la modélisation des collisions de trous noirs et d'étoiles à neutrons. Cette avancée améliore considérablement notre capacité à comprendre les ondes gravitationnelles.
Les techniques avancées de l'équipe, s'appuyant sur la théorie quantique des champs, leur ont permis de calculer le cinquième ordre post-Minkowskien (5PM) pour des observables telles que les angles de diffusion, l'énergie rayonnée et le recul. Un résultat surprenant de cette recherche est l'émergence de périodes Calabi-Yau à trois dimensions, des structures géométriques généralement associées à la théorie des cordes et à la géométrie algébrique, dans le contexte de l'énergie radiative et du recul. Ces constructions mathématiques démontrent maintenant leur pertinence dans la description de phénomènes astrophysiques réels.
Avec l'amélioration de la sensibilité des observatoires d'ondes gravitationnelles comme LIGO et l'arrivée prochaine de détecteurs de nouvelle génération tels que LISA, la demande de modèles théoriques très précis ne cesse de croître. Selon le Dr Gustav Mogull de l'Université Queen Mary de Londres, la précision mathématique et computationnelle nécessaire à l'étude de l'interaction et de la diffusion des trous noirs via la gravité est immense. Benjamin Sauer, doctorant à l'Université Humboldt de Berlin, note que l'apparition des géométries de Calabi-Yau améliore notre compréhension de l'interaction entre les mathématiques et la physique et améliorera les modèles utilisés pour interpréter les données d'observation en astronomie des ondes gravitationnelles. L'étude a été publiée dans la revue Nature le 14 mai 2025.