Europæisk forskningspris til Johan Samsing

Gravitationsbølger og Sorte Hullers kollisioner

Tyngdebølger er bølger i rummet og tiden, og kan derfor give indblik i nogle af universets allermørkeste hemmeligheder, der indtil videre har været umulige at se gennem lys.

Johan Samsings arbejde har været centreret omkring, hvordan de sorte huller, vi ser i gravitationsbølger, dannes og smelter sammen i vores univers. Han bidrog allerede til dette under sit ph.d.-studie på Niels Bohr Institutet, hvor han lavede den første statistiske formulering af det berømte 3-legeme-problem med inklusion af effekter fra Einsteins generelle relativitetsteori.

Efter at have koblet dette til astrofysiske modeller, beviste han senere, at tætte systemer, hvor sådanne interaktioner er hyppige, producerer en veldefineret fraktion af sorte huller, der kolliderer på unikke excentriske baner. Dette er nu en af de mest pålidelige måder at adskille, hvor og hvordan binære sorte huller skabes i vores univers.

Hvor kommer de sorte huller fra?

Gravitationsbølger er blevet observeret fra ~ 100 binære sorte hul-fusioner siden 2015, der resulterede i Nobelprisen i fysik i 2017.

På trods af dette enorme gennembrud er det stadig ukendt, hvordan de dannes i vores univers; Er det to stjerner i et binært system, der bliver til sorte huller som derefter kolliderer? Er det sorte huller, der kolliderer gennem tilfældige møder i tætte stjernesystemer? Kan supermassive sorte huller hjælpe? Eller oprinder sorte huller fra big bang?

Johan Samsing har ydet skelsættende bidrag til dette, af bl.a. at være blandt de første til at identificere, hvordan dynamisk dannede kollisioner viser unikke fordelinger på tværs af gravitationsbølge frekvens og excentricitet.

En fremtid for Gravitationsbølge Astrofysik

Mange flere overraskelser og mulig indsigt i ny fysik forventes i de kommende årtier, hvor både den rumbaserede LISA-mission og det jordbaserede Einstein-teleskop vil se tusinder af sorte hul-kollisioner på tværs af det synlige univers. 

Til dette forbereder Johan Samsing og hans gruppe sig nu med nye ideer til, hvordan man kan undersøge oprindelsen og det astrofysiske miljø for individuelle sorte hul-kollisioner gennem moduleringer i deres gravitationsbølge signal. 

Ny fysik, mørkt stof, og andre eksotiske ting kan også undersøges nærmere ved hjælp af lignende teknikker, og J. Samsing og hans gruppe har derfor de perfekte betingelser for at gøre yderligere gennembrud i de kommende årtier i denne nye æra af gravitationsbølger fysikken.