Superdatoru simulācija izskaidro reaktīva melnā cauruma milzīgo jaudu – apstiprina Einšteina vispārējās relativitātes teoriju

Masīvs melnais caurums ar rentgenstaru strūklu. Pateicība: NASA/CXC/M. Veiss

Tālāks Einšteina vispārējās relativitātes teorijas apstiprinājums.

Mesjē 87 (M87) galaktika atrodas 55 miljonu gaismas gadu attālumā no Zemes Jaunavas zvaigznājā. Tā ir milzīga galaktika ar 12 000 lodveida kopām, kas to veido piena ceļšSalīdzinot, 200 lodveida kopas šķiet pieticīgas. a Melnais caurums No sešarpus miljardiem saules masu, kas atrodas M87 centrā. Tas ir pirmais melnais caurums ar attēlu, ko 2019. gadā izveidoja starptautiskā pētniecības sadarbība Event Horizon Telescope.

Šis melnais caurums (M87 *) atbrīvo strūklu plazma Tuvu gaismas ātrumam, tā sauktajai relativistiskajai plaknei, 6000 gaismas gadu mērogā. Milzīgā enerģija, kas nepieciešama šīs strūklas darbināšanai, iespējams, izriet no melnā cauruma gravitācijas spēka, taču vēl nav pilnībā izprasts, kā šāda strūkla parādās un kas to notur stabilu milzīgā attālumā.

M87 Relativistic Jet teorētiskais modelis un astronomiskie novērojumi

Relativistiskās strūklas M87 palaišanas vietas teorētiskais modelis (teorija) un astronomiskie novērojumi (novērojums) ļoti labi saskan. Kredīts: Alehandro Kruss Osorio

Melnais caurums M87* piesaista vielu, kas griežas diskā mazākās orbītās, līdz melnais caurums to norij. Strūklu palaiž no M87 aptverošā akrecijas diska centra, un Gētes universitātes teorētiskie fiziķi kopā ar zinātniekiem no Eiropas, ASV un Ķīnas ir ļoti detalizēti izstrādājuši šo apgabalu.

Viņi izmantoja ļoti sarežģītas 3D superdatoru simulācijas, kas izmantoja satriecošu 1 miljonu CPU stundu vienā simulācijā, un vienlaikus bija jāatrisina Alberta Einšteina vispārējās relativitātes vienādojumi, Džeimsa Maksvela elektromagnētisma vienādojumi un Leonharda Eilera šķidruma dinamikas vienādojumi.

M87 Relativistic Jet Black Hole Magnētiskā lauka līnijas

Gar magnētiskā lauka līnijām daļiņas paātrinās tik efektīvi, ka M87 gadījumā tās veido strūklas līdz 6000 gaismas gadu attālumā. Kredīts: Alehandro Kruss Osorio

Rezultātā tika izveidots modelis, kurā aprēķinātās temperatūras, materiāla blīvuma un magnētisko lauku vērtības ļoti labi saskanēja ar to, kas tika secināts no astronomiskajiem novērojumiem. Pamatojoties uz to, zinātnieki varēja izsekot fotonu sarežģītajai kustībai izliektajā telpas laikā plaknes visdziļākajā apgabalā un pārvērst to radio attēlos. Pēc tam viņi varēja salīdzināt šos datora attēlus ar novērojumiem, kas veikti ar vairākiem radioteleskopiem un satelītiem pēdējo trīs gadu desmitu laikā.

READ  MDH apstiprina pērtiķu baku infekciju Merilendā

Dr. Alehandro Kruss Osorio, pētījuma galvenais autors, komentē: “Mūsu teorētiskais M87 elektromagnētiskās emisijas un strūklas morfoloģijas modelis pārsteidzoši sakrīt ar novērojumiem radio, optiskajā un infrasarkanajā spektrā. Tas liecina, ka M87 supermasīvais melnais caurums* ir iespējams, ļoti riņķo orbītā un ka plazma ir spēcīgi magnetizēta. plaknē, paātrinot daļiņas līdz tūkstošiem gaismas gadu diapazonā.

Frankfurtes Gētes universitātes Teorētiskās fizikas institūta profesors Lučāno Ricola atzīmē: “Fakts, ka mūsu aprēķinātie attēli ir ļoti tuvi astronomiskajiem novērojumiem, ir vēl viens svarīgs apstiprinājums tam, ka Einšteina vispārējās relativitātes teorija ir visprecīzākais un dabiskākais tās pastāvēšanas skaidrojums nekā supermasīvie. melnie caurumi galaktiku centrā. Lai gan joprojām ir vietas alternatīviem skaidrojumiem, mūsu pētījuma rezultāti padarīja šo telpu daudz mazāku.”

Atsauce: “M87 palaišanas vietas jaunākie aktīvie un morfoloģiskie modeļi”, Alehandro Kruss Osorio, Kristians M Fromms, Jusuke Mizuno, Antoniuss Nataniels, Ziri Junesi, Olivers Borts, Žordi Davilārs, Hino Falks, Maikls Krāmers un Lučāno Ricola, 2021. gada 4. novembris , dabas astronomija.
DOI: 10.1038/s41550-021-01506-w

Angelica Johnson

"Tīmekļa praktizētājs. Sašutinoši pazemīgs ēdiena entuziasts. Lepns twitter advokāts. Pētnieks."

Atbildēt

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta. Obligātie lauki ir atzīmēti kā *

Back to top