Najnowsze badania przeprowadzone przez Uniwersytet Humboldtów w Berlinie i Queen Mary University of London osiągnęły nowy poziom precyzji w modelowaniu zderzeń czarnych dziur i gwiazd neutronowych. Ten przełom znacząco zwiększa naszą zdolność do zrozumienia fal grawitacyjnych.
Zaawansowane techniki zespołu, oparte na kwantowej teorii pola, pozwoliły im obliczyć piąty post-Minkowskiego (5PM) rząd dla obserwowalnych wielkości, takich jak kąty rozpraszania, energia promieniowania i odrzut. Zaskakującym wynikiem tych badań jest pojawienie się okresów trójwymiarowych Calabi-Yau, struktur geometrycznych zwykle związanych z teorią strun i geometrią algebraiczną, w kontekście energii promieniowania i odrzutu. Te konstrukty matematyczne wykazują teraz znaczenie w opisywaniu rzeczywistych zjawisk astrofizycznych.
Wraz ze wzrostem czułości obserwatoriów fal grawitacyjnych, takich jak LIGO, i pojawieniem się detektorów nowej generacji, takich jak LISA, rośnie zapotrzebowanie na wysoce dokładne modele teoretyczne. Według dr. Gustava Mogulla z Queen Mary University London, precyzja matematyczna i obliczeniowa potrzebna do badania interakcji i rozpraszania czarnych dziur za pośrednictwem grawitacji jest ogromna. Benjamin Sauer, doktorant z Uniwersytetu Humboldtów w Berlinie, zauważa, że pojawienie się geometrii Calabi-Yau zwiększa nasze zrozumienie wzajemnego oddziaływania matematyki i fizyki oraz poprawi modele wykorzystywane do interpretacji danych obserwacyjnych w astronomii fal grawitacyjnych. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature 14 maja 2025 roku.