Lihtsam lähenemine mustade aukude kirjeldamisele

Lihtsam lähenemine mustade aukude kirjeldamisele

Mustava auguga sündmuste horisondi kunstiline nägemus.

PFU astrofüüsikud (Venemaa Rahvapartnerluse Ülikool) pakkusid välja lähenemisviisi mustade aukude läheduses täheldatud mõjude arvutamise lihtsustamiseks, millele ei kasutata Einsteini klassikalise relatiivsusteooria matemaatilist aparaati. Relatiivsuse üldine teooria ütleb, et mistahes massiivse keha liikumine viib ruumi-ajajooksu (gravitatsioonilaine) ilmumiseni. Esimest korda said nad 2015. aastal registreeruda. Gravitatsioonilised lained on kaja massiliste gravitatsiooniobjektide, nagu mustade aukude liitumisest. Nendes valdkondades on gravitatsioon nii tugev, et isegi valgus ei pääse.

Gravitatsioonilainete avastamine sundis teadlasi läbi vaatama mustade aukude struktuuri ja omadusi selgitavaid vanu teooriaid ning võtma kasutusele uusi. Mõnel juhul osutusid Einsteini võrrandid ekslikuks. Püüdes mõista mitmeid fundamentaalseid küsimusi (tumedat ainet, pimedat energiat ja kvantti gravitatsiooni), on tekkinud mitu üldistatud teooriat.

Uued gravitatsioonilaine vaatlused eeldasid, et teoreetikud analüüsisid erinevate gravitatsiooniteooriate positsiooni olemasolevaid mõjusid. Samal ajal tekkisid probleemid, millest üks peitub arvutuste keerukuses - töötlemiseks on vaja suurt hulka andmeid ja mahukaid arvulisi integratsioone. Lisaks saab ruumi-aja erinevate osade omadusi kirjeldada mitme funktsiooniga. Musta auke kirjeldavad elegantsed võrrandid ainult Einsteini teoorias - see on lihtne ja omab teatud sümmeetrilisi omadusi. Kuid mustade aukude omadus nõuab keerulisi võrrandeid, suuri meeskondi ja superarvuteid. Igas võrrandis on mitu liiget. Igaüks neist vastutab teatud süsteemi parameetri eest ja on seotud peamiste suhteliselt stabiilsete omadustega. Need suhted võivad olla äärmiselt keerulised, nii et eksperdid püüavad neid vältida, tehes eeldusi ja lähendusi.

Uues töös näitasid RUDNi teadlased, et mõnede mitte-Einsteini teooriate lahendamise protsessi saab lihtsustada. Võrreldes oodatavaid ja täheldatud tulemusi leiti, et mõnede elegantset sümmeetriat moonutavate liikmete mõju on nii väike, et neid saab tähelepanuta jätta. Pärast objekti asukohta kirjeldava tulemuse saamist võrreldakse seda füüsiliste andmetega. Kui väärtused on sarnased, loetakse lihtsustatud võrrand õigeks.

RUDNi ülikooli astrofüüsikud kirjeldasid teed teise probleemi lahendamiseks. Võib-olla puudub meil tõeline gravitatsiooni teooria. Seejärel peaksid mustad augud kirjeldades kasutama võrrandeid, mis võtavad arvesse iga konkreetse teooria parameetreid. Kõik see nõuab keerukaid arvutusi, kuid uus lähenemisviis muudab need palju lihtsamaks. Oluline on mõista, et mustade augudega seotud seadused erinevad klassikalistest või kvantfüüsikast. Lisaks ei ole veel selge, kas me mõistame neid õigesti. Mustade aukude uurimine toob esile üldised arengumustrid ja ennustab universumi saatust.

Kommentaarid (0)
Otsing