หลุมดำเลขฐานสองที่หมุนอยู่บางแห่งสามารถทำให้กระแสน้ำบิดเบี้ยวเมื่อรวมเข้าด้วยกัน ตามการคำนวณใหม่โดยAlexandre Le Tiecที่หอดูดาวปารีส และMarc Casalsที่ศูนย์วิจัยฟิสิกส์ของบราซิล ทั้งคู่ได้แสดงให้เห็นว่าหลุมดำมวลมหาศาลจะพองตัวเป็นคลื่นเมื่อวัตถุมวลดาวหมุนวนเข้าหาพวกมัน ผลลัพธ์ดังกล่าวเสนอแนวทางใหม่สำหรับการวัดคลื่นความโน้มถ่วงในอนาคต
ที่ปล่อยออกมาจากการควบรวมของหลุมดำดังกล่าว
ในสนามแรงโน้มถ่วงอย่างแรง วัตถุแข็งกระด้างรวมถึงดาวเคราะห์จะเสียรูป ผลกระทบสามารถวัดได้โดยใช้ “ตัวเลขความรักจากกระแสน้ำ” (TLN) สามแบบ ซึ่งอธิบายว่าวัตถุจะบิดเบี้ยวอย่างไรเมื่ออยู่ภายใต้แรงน้ำขึ้นน้ำลง นักวิทยาศาสตร์กระตือรือร้นที่จะวัด TLN เพราะพวกมันเข้ารหัสข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของวัตถุขนาดใหญ่ – รวมถึงองค์ประกอบของดาวเคราะห์และดาวเคราะห์นอกระบบ คณิตศาสตร์เดียวกันนี้สามารถนำมาใช้เพื่อศึกษาความผิดปกติของดาวนิวตรอนที่รวมเข้าด้วยกัน ซึ่งสามารถสังเกตได้โดยใช้คลื่นความโน้มถ่วง สิ่งนี้ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถวางข้อจำกัดในการเปลี่ยนรูปของดาวนิวตรอนที่รวมเข้าด้วยกัน
อย่างไรก็ตาม สถานการณ์ไม่ชัดเจนด้วยหลุมดำ การคำนวณก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าภายในสนามโน้มถ่วงสถิตย์ หลุมดำที่ไม่หมุนไม่ควรแสดงการเสียรูปเลย แต่เนื่องจากเชื่อว่าหลุมดำทั้งหมดหมุนได้ในระดับหนึ่ง ก็ยังไม่ชัดเจนว่าสมมติฐานนี้มีไว้สำหรับการควบรวมกิจการหรือไม่ โดยที่สนามน้ำขึ้นน้ำลงที่เกิดจากแรงดึงดูดร่วมกันของหลุมดำนั้นไม่สมมาตรรอบแกนการหมุนของหลุมดำแต่ละแกน
กระพุ้งเล็กด้วยการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีใหม่
Le Tiec และ Casals คาดการณ์ว่าการพองตัวของคลื่นสามารถเกิดขึ้นได้จริงในระหว่างการควบรวมกิจการ สำหรับหลุมดำที่หมุนอยู่ที่ 10% ของอัตราสูงสุดที่เป็นไปได้ในสนามน้ำขึ้นน้ำลงที่ไม่สมมาตร การคำนวณของหลุมดำนั้นแสดงให้เห็นว่าส่วนนูนของคลื่นสามารถปรากฏขึ้นได้ โดยมี TLN สี่ขั้วที่สอดคล้องกันที่ 0.002 ในการเปรียบเทียบ TLN สี่รูปสำหรับโลกที่มีรูปร่างผิดปกติมากกว่านั้นคือ 0.3 ในขณะที่ดาวนิวตรอนมีจำนวนประมาณ 0.1พบการชนกันของดาวนิวตรอน 2 ดวงอย่างงดงามเป็นครั้งแรก
แม้ว่านี่จะหมายความว่าหลุมดำจะต้องแข็งกระด้างกว่าดาวเคราะห์และดาวนิวตรอนอย่างมาก ทั้งคู่คาดการณ์ว่าการเสียรูปของหลุมดำน่าจะเพียงพอที่จะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของการควบรวมกิจการ ตัวอย่างเช่น ในกรณีของหลุมดำมวลดาวที่หมุนวนเป็นหลุมดำมวลยวดยิ่งซึ่งมีมวลมหาศาลกว่าหลายพันล้านเท่า การพองตัวของคลื่นในวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่านั้นจะสร้างแรงบิดและทำให้การหมุนช้าลง ในทางกลับกัน ผลกระทบอาจส่งผลต่อคุณสมบัติของคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นเมื่อหลุมดำรวมตัว แม้ว่าสิ่งนี้จะละเอียดอ่อนเกินกว่าจะตรวจจับด้วยเครื่องตรวจจับความโน้มถ่วงLIGO–Virgo ในปัจจุบัน
Le Tiec และ Casals หวังว่าสถานการณ์จะเปลี่ยนแปลงได้ด้วยภารกิจLaser Interferometer Space Antenna (LISA) ของ ESA โดยมีกำหนดเปิดตัวในปี 2034 ในฐานะเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงบนอวกาศเครื่องแรก การสอบสวนจะช่วยให้นักดาราศาสตร์วางข้อจำกัดบนสีดำ ความผิดปกติของหลุมประมาณ 8 คำสั่งของขนาดที่เข้มงวดกว่าปัจจุบันบนดาวนิวตรอน การใช้ทฤษฎีของทั้งคู่เพื่อศึกษาผลลัพธ์ในอนาคตเหล่านี้ นักดาราศาสตร์อาจได้รับเบาะแสที่สำคัญเกี่ยวกับองค์ประกอบของวัตถุที่มีมวลมากที่สุดในจักรวาลที่รู้จัก
อย่างไรก็ตาม พวกเขากล่าวเสริมว่า “เมื่อใช้มือมนุษย์เป็นแหล่งกำเนิดแสง การแผ่รังสีอินฟราเรดจากมือจะสะท้อนจากบริเวณทั้งหมด ดังนั้น บริเวณที่มีการสะท้อนแสงอินฟราเรดสูงจึงมีการแผ่รังสีอินฟราเรดสูงกว่าบริเวณที่สะท้อนแสงต่ำ การสะท้อนแสงอินฟราเรด” ด้วยเหตุนี้ รูปแบบจึงโดดเด่นกว่าเครื่องตรวจจับอินฟราเรด
การเข้ารหัสข้อมูลโดยการเปลี่ยนความลึกของชั้น
โพลีไดเมทิลไซลอกเซน ทีมงานพบว่าพวกเขาสามารถปรับเปลี่ยนการสะท้อนแสงอินฟราเรดของรูปแบบในพื้นที่เฉพาะได้ โดยการใช้งานที่หนาขึ้นส่งผลให้มีการดูดซับรังสีมากขึ้นและทำให้การสะท้อนแสงลดลง ด้วยวิธีนี้ ทีมงานจึงสามารถเข้ารหัสข้อมูลเพิ่มเติมลงในรูปแบบได้
“กล้อง IR สามารถกำหนดสีให้กับภาพ IR โดยอัตโนมัติเพื่อกำหนดระดับของแสงอินฟราเรดจากพื้นที่ต่างๆ” เติ้งอธิบาย – หมายความว่าทีมงานสามารถฝากรูปแบบที่เมื่อประมวลผลแล้วสามารถเปลี่ยนเป็นภาพที่มีสีสันของดอกไม้หรือลวดลาย ของลายนิ้วมือมนุษย์และรูปร่างแบบสุ่มที่อาจใช้สำหรับการเข้ารหัสความปลอดภัยที่ไม่สามารถโคลนได้
ระบบมีข้อจำกัดอย่างหนึ่ง: เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมสูงขึ้น (หรือมือเย็นลง) คอนทราสต์การสะท้อนแสงจะลดลง ทีมงานเสนอวิธีแก้ปัญหาง่ายๆ สำหรับสิ่งนี้ ซึ่งก็คือการถูมือของคุณเข้าหากันเพื่อเพิ่มอุณหภูมิเพื่อชดเชย
ตัวเลขส่วนบุคคล
ในส่วนสุดท้ายของการศึกษา ทีมงานสังเกตว่าการเคลื่อนไหวของตัวเลขแต่ละหลักสามารถเปลี่ยนมือมนุษย์ให้กลายเป็น “แหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดแบบมัลติเพล็กซ์ที่ไม่มีกำลังไฟฟ้า” ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่ง “ตำแหน่งสัมพัทธ์และจำนวนแหล่งกำเนิดแสงสามารถควบคุมและปรับได้ ตามใจชอบด้วยการเปลี่ยนท่าทางมือ” ด้วยการรวมกล้องอินฟราเรดเข้ากับตะแกรงกระจายแสงแบบพิเศษต่างๆ ทีมงานได้เสนอว่าระบบสามารถตั้งค่าให้ถอดรหัสท่าทางของมือได้ ไม่ว่าจะเป็นรูปแบบของรหัสผ่านหรือเพื่อให้สามารถควบคุมอุปกรณ์ได้โดยไม่ต้องสัมผัส
“นี่เป็นข้อเสนอที่น่าสนใจและน่าประหลาดใจที่มีการแพร่กระจาย IR จากนิ้วมือแต่ละนิ้วที่มองเห็นได้ชัดเจน ฉันคิดว่าแต่ละหลักจะทำหน้าที่เป็นตัวปล่อย Lambertian และข้อมูลเชิงพื้นที่จะหายไปในระยะทางที่ค่อนข้างสั้น” Howard Snellingนักฟิสิกส์จาก University of Hull ที่ไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษาในปัจจุบันกล่าว โดยสังเกตว่ามือมนุษย์นั้นขับเคลื่อนด้วยเทคนิค (“แม้ว่าจะเป็นอาหาร!”) เขากล่าวเสริมว่า: “เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะเห็นว่าระบบตรวจจับสามารถพัฒนาเพื่อทำให้รูปแบบนี้ง่ายขึ้นได้มากเท่ากับที่มือมีสำหรับแหล่งที่มาหรือไม่ ปัจจุบันการใช้กล้อง IR ได้เพิ่มค่าใช้จ่ายจำนวนมาก และแสดงให้เห็นถึงความต้องการพลังงานจากภายนอกอีกครั้ง”
Credit : craniopharyngiomas.net cubmasterchris.info digitalbitterness.com dward3.com
