MNRAS 475, 4 töö kunstiline nägemus, mis esitati 2018. aastal. Astrofüüsilise ketta kaudu leviva laine leviku saab mõista Schrödingeri võrrandiga (kvantmehaanika nurgakivi).
Kvantmehaanika on füüsika haru, mis juhib mõnikord Universumi täitvate väikeste osakeste kummalist käitumist. Kvantimaailma kirjeldavad võrrandid on piiratud subatoomilise sfääriga. Kuid hiljutine avastus näitab, et Schrödingeri võrrand võib olla kasulik mõnede astronoomiliste struktuuride pikaajalise arengu kirjeldamiseks.
Uuring kuulub Konstantin Batyginile. Massiivseid astronoomilisi objekte ümbritsevad sageli väiksemad kehad, mis pöörlevad nagu planeedid päikese ümber. Näiteks pöörlevad tähtkarjad supermassive-tähede ümber ning hiiglaslikud kivised ja jäised objektid pöörlevad tähede ümber. Tänu gravitatsioonijõududele on need suured kogused materjale moodustatud lamedateks ketasteks. Neid esindab suur hulk individuaalseid osakesi, mis muudab pöördeid tohutult. Nad võivad venitada paarisaja valgusaasta.
Tavaliselt ei säilita astrofüüsikaliste materjalide plaadid ümmargusi kuju kogu eluea jooksul. Pärast miljoneid aastaid on nad välja töötanud, et näidata suurte moonutuste, painutuste või deformatsioonide teket. Just need tekkivad puudused teadlaste hämmingus olid. Isegi arvutimudelid ei võimaldanud olukorda täielikult mõista. Batygin otsustas pöörduda häire teooria juurde, et tuletada plaadi evolutsiooni lihtsaks matemaatiliseks esituseks. See ühtlustamine põhineb Joseph Louis Lagrange'i ja Pierre-Simon Laplace'i poolt 18. sajandil loodud võrranditel. Võrrandite raames on iga orbiidi trajektoori üksikud osakesed ja veeris matemaatiliselt sobitatud. Selle tulemusena saab ketast modelleerida kontsentriliste joonte seeriana, vahetades aeglaselt orbitaalset hetke.
Kuid mudeli kasutamine tõi kaasa ootamatu tulemuse. Pettuseketta tegemisel on teadlased toonud kettal olevate ridade arvu lõpmatule arvule, mis võimaldas neid järjepidevaks hägustada. Seega sisaldasid arvutused Schrödingeri võrrandit.
Schrödingeri võrrand on kvantmehaanika alus, sest see kirjeldab süsteemide mitte-intuitiivset käitumist aatomi ja subatomi skaalal. Üks käitumisviise on see, et subatoomilised osakesed käituvad pigem lainetena kui diskreetsete osakestena. Batygin eeldab, et astrofüüsiliste ketaste suured deformatsioonid käituvad nagu osakesed ja nende jaotumist materjalis saab kirjeldada matemaatiliselt.
Schrödingeri võrrandiga saab iseloomustada astrofüüsiliste ketaste pikaajalist arengut. Ja see on üllatav, sest nad ei mõtle sellele võrrandile, kui nad kaaluvad kaugusi valgusaastatel. Selle tulemusena on lihtsalt hämmastav, et valem, mida tavaliselt kasutatakse väga väikeste süsteemide puhul, kirjeldab suuri.
