Een recente studie van de Humboldt Universiteit van Berlijn en Queen Mary University of London heeft een nieuw niveau van precisie bereikt in het modelleren van botsingen tussen zwarte gaten en neutronensterren. Deze doorbraak vergroot ons vermogen om zwaartekrachtsgolven te begrijpen aanzienlijk.
De geavanceerde technieken van het team, gebaseerd op de kwantumveldentheorie, hebben hen in staat gesteld om de vijfde post-Minkowskiaanse (5PM) orde te berekenen voor waarneembare grootheden zoals verstrooiingshoeken, uitgestraalde energie en terugslag. Een verrassende uitkomst van dit onderzoek is het ontstaan van Calabi-Yau drievoudige perioden, geometrische structuren die typisch geassocieerd worden met snaartheorie en algebraïsche meetkunde, in de context van stralingsenergie en terugslag. Deze wiskundige constructies tonen nu relevantie aan in het beschrijven van echte astrofysische verschijnselen.
Met zwaartekrachtsgolfobservatoria zoals LIGO die in gevoeligheid toenemen en de volgende generatie detectoren zoals LISA in het verschiet, groeit de vraag naar zeer nauwkeurige theoretische modellen. Volgens Dr. Gustav Mogull van Queen Mary University London is de wiskundige en computationele precisie die nodig is voor het bestuderen van de interactie en verstrooiing van zwarte gaten via zwaartekracht enorm. Benjamin Sauer, een promovendus aan de Humboldt Universiteit van Berlijn, merkt op dat het verschijnen van Calabi-Yau geometrieën ons begrip van de wisselwerking tussen wiskunde en natuurkunde vergroot en de modellen zal verbeteren die worden gebruikt om observationele gegevens in zwaartekrachtsgolfastronomie te interpreteren. De studie werd op 14 mei 2025 gepubliceerd in het tijdschrift Nature.