V roce 2015 způsobilo velký poprask první pozorování gravitačních vln ze spirálování, srážky a splynutí dvou černých děr. Většina takto pozorovaných dvojic černých děr spiráluje ke konci života v jakémsi utlumeném stavu, kdy spirálování probíhá po zhruba kruhových orbitách a pomalu se přibližují, dokud jejich orbita neztratí stabilitu a nezačnou k sobě střemhlavě padat. Tento jednoduchý utlumený stav nastává i díky tomu, že u většiny černých děr v těchto dvojicích jsou vektory jejich rotace okolo vlastních os kolmé na rovinu spirálování. Očekáváme ale, že již brzo uvidíme i dvojice, kde tomu tak nebude, to jest dvojice, kde vektory rotace černých děr míří obecným směrem. To způsobí stáčení roviny pohybu a novou bohatší dynamiku, která se bude pozorovatelná i v naměřených gravitačních vlnách. Ještě mnohem roztodivnější se dynamika může stát, pokud má navíc spirálování z nějakých evolučních důvodů i excentricitu. Pro teoretiky gravitačních vln je pak otevřenou otázkou, zda v tomto případě neuvidíme spirálování dokonce v "rozbitém" chaotickém stavu.
To vše lze studovat pomocí analytických i numerických metod pod hlavičkou tohoto projektu. Pokud vás tento okruh témat zajímá, kontaktujte mě prosím a můžeme spolu diskutovat další detaily a navrhnout konkrétní téma práce.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
In 2015, the world was amazed by the first observation of gravitational waves emerging from the inspiral, collision, and merger of two black holes. Most such binary black holes observed in this way are in a relaxed state, inspiraling along roughly circular orbits and slowly approaching each other until their orbit loses stability and they begin to plummet towards each other. This simple relaxed state also occurs because, for most of these binary black holes, the vectors of their rotation around their own axes are perpendicular to the plane of the inspiral. However, we expect to soon see binaries where this is not the case, which will cause the orbital plane of the binary to twist and cause richer dynamics, which will be also reflected in the observed gravitational waves. The dynamics can become even more unpredictable if the spiraling also has an eccentric component for some evolutionary reason. In that case, it is an open question for gravitational-wave theorists whether we may see the inspiral in a "broken" chaotic state.
All of this can be studied using analytical and numerical methods under the umbrella of this project. If you are interested in this area of research, please contact me and we can discuss further details and suggest a specific research project for your thesis.
