De toekomstige laserinterferometrische antenne van LISA wordt een grootschalig instrument waarmee verschillende kosmische verschijnselen kunnen worden bestudeerd, waaronder de botsing van zwarte gaten, en gravitatiegolven die door ruimte en tijd bewegen. Wetenschappers geloven dat het apparaat in staat is om een ongrijpbaar deeltje van donkere materie te vinden.
Met LISA kunnen astrofysici zwaartekrachtsgolven observeren die door zwarte gaten worden uitgezonden wanneer ze botsen of andere zwarte gaten vangen. LISA zal bestaan uit drie ruimtevaartuigen in een baan om de zon in een driehoekige "constellatie". Het passeren van zwaartekrachtgolven verstoort de zijden van de driehoek sterk en deze minimale oscillaties kunnen worden gecompenseerd met laserstralen. Als gevolg hiervan laat LISA toe om fenomenen te bestuderen die onzichtbaar zijn in verschillende spectra van licht.
Snapshots van een 120-miljoenste simulatie van deeltjes van twee samenvloeiende dwergstelsels, die elk een zwart gat van 6-7,5 miljard jaar bevatten
De onderzoekers ontdekten ook dat LISA waardevolle informatie over donkere materie kan vertellen. Er wordt aangenomen dat deeltjes van donkere materie ongeveer 85% uitmaken van de materie van het universum. Maar dit alles is slechts een hypothese, omdat het niet op te lossen is. Uit berekeningen blijkt echter dat veel sterrenstelsels zullen strooien in plaats van samen te draaien als ze niet in grote hoeveelheden donkere materie worden gehouden. Allereerst werkt het voor dwergsterrenstelsels. Hoewel ze klein en zwak zijn, komen ze ook het meest voor in de ruimte. Astrofysici zijn geïnteresseerd in het feit dat donkere materie de overhand heeft in hun structuren, en daarom worden ze natuurlijke laboratoria voor studie.
Communicatie van zwarte gaten en donkere materie
Een nieuwe studie verrichtte computersimulaties met een hoge resolutie met betrekking tot de geboorte van dwergstelsels, wat tot onverwachte resultaten leidde. Door de interactie van donkere materie, sterren en centrale zwarte gaten te berekenen, onthulde het team een sterke link tussen de fusiesnelheden van het zwarte gat en de hoeveelheid donkere materie in het galactische centrum. Dat wil zeggen, de meting van zwaartekrachtgolven aan de samenvloeiing van zwarte gaten zal ons in staat stellen meer te leren over de eigenschappen van een hypothetisch deeltje van donkere materie.
De eerste ontdekte verbinding tussen zwarte gaten en donkere materie kan wiskundig worden beschreven. Dit is een belangrijk punt, aangezien het LISA-project wordt voorbereid. De voorlopige resultaten van de simulatie kwamen vreugdevol samen in de wetenschappelijke wereld. De missie begint over 15 jaar, maar het zal ons in staat stellen om de fysica van kosmologie en deeltjes te verbinden.
