Superpočítačová simulácia vysvetľuje obrovskú silu prúdovej čiernej diery – potvrdzuje Einsteinovu teóriu všeobecnej relativity

Masívna čierna diera s röntgenovým lúčom. Poďakovanie: NASA/CXC/M. Weiss

Ďalšie potvrdenie Einsteinovej všeobecnej teórie relativity.

Galaxia Messier 87 (M87) sa nachádza 55 miliónov svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Panna. Je to obrovská galaxia s 12 000 guľovými hviezdami mliečna dráhaV porovnaní s tým sa 200 guľových hviezdokôp zdá byť skromných. a Čierna diera Zo šiestich a pol miliardy slnečných hmôt nachádzajúcich sa v strede M87. Ide o prvú čiernu dieru s obrazom, ktorý vytvorila v roku 2019 medzinárodná výskumná spolupráca Event Horizon Telescope.

Táto čierna diera (M87 *) uvoľňuje prúd plazma Blízka rýchlosti svetla, takzvanej relativistickej rovine, v mierke 6000 svetelných rokov. Obrovská energia potrebná na poháňanie tohto výtrysku pravdepodobne pochádza z gravitačnej sily čiernej diery, ale ako sa takýto výtrysk objaví a čo ho udržuje stabilné na obrovskú vzdialenosť, ešte nie je úplne pochopené.

M87 Relativistický prúdový teoretický model a astronomické pozorovania

Teoretický model (teória) a astronomické pozorovania (pozorovanie) miesta štartu relativistického prúdového lietadla M87 sa veľmi dobre hodia. Poďakovanie: Alejandro Cruz Osorio

Čierna diera M87* priťahuje hmotu rotujúcu na disku na menšie dráhy, kým ju čierna diera nepohltí. Prúd je vypustený zo stredu akrečného disku obklopujúceho M87 a teoretickí fyzici z Goetheho univerzity spolu s vedcami z Európy, Spojených štátov a Číny navrhli túto oblasť veľmi podrobne.

Použili vysoko sofistikované 3D superpočítačové simulácie, ktoré využívali ohromujúcich 1 milión hodín CPU na simuláciu, a museli súčasne riešiť rovnice všeobecnej relativity od Alberta Einsteina, rovnice pre elektromagnetizmus od Jamesa Maxwella a rovnice dynamiky tekutín od Leonharda Eulera.

Čiary magnetického poľa M87 Relativistic Jet Black Hole

Pozdĺž magnetických siločiar sa častice zrýchľujú tak efektívne, že v prípade M87 vytvárajú výtrysky s mierkou až 6000 svetelných rokov. Poďakovanie: Alejandro Cruz Osorio

Výsledkom bol model, v ktorom vypočítané hodnoty teplôt, hustoty materiálu a magnetických polí pozoruhodne dobre zodpovedali tomu, čo bolo odvodené z astronomických pozorovaní. Na tomto základe boli vedci schopní sledovať zložitý pohyb fotónov v zakrivenom časopriestore najvnútornejšej oblasti roviny a preložiť ho do rádiových snímok. Potom boli schopní porovnať tieto počítačové snímky s pozorovaniami vykonanými niekoľkými rádioteleskopmi a satelitmi za posledné tri desaťročia.

READ  Veľké zverejnenie reportérovi CNN. Stephanie Elam zisťuje výsledky pokusov s vakcínami

Dr. Alejandro Cruz Osorio, hlavný autor štúdie, hovorí: “Náš teoretický model elektromagnetickej emisie a morfológie trysiek M87 prekvapivo zodpovedá pozorovaniam v rádiovom, optickom a infračervenom spektre. To nám hovorí, že supermasívna čierna diera* M87 je pravdepodobne vysoko obieha a že plazma je silne magnetizovaná. v rovine, čím sa častice zrýchľujú na rozsahy tisícok svetelných rokov.“

Profesor Luciano Rizzola, Inštitút pre teoretickú fyziku na Goethe University vo Frankfurte, poznamenáva: „Skutočnosť, že obrázky, ktoré sme vypočítali, sú veľmi blízke astronomickým pozorovaniam, je ďalším dôležitým potvrdením, že Einsteinova teória všeobecnej relativity je najpresnejším a najprirodzenejším vysvetlením jej existencie ako supermasívne. čierne diery v strede galaxií. Aj keď stále existuje priestor na alternatívne vysvetlenia, výsledky našej štúdie túto miestnosť značne zmenšili.“

Referencia: „Najnovšie aktívne a morfologické modely štartovacieho miesta M87“ Autori Alejandro Cruz Osorio, Christian M Fromm, Yusuke Mizuno, Antonius Nathaniel, Ziri Younesi, Oliver Borth, Jordi Davilar, Hino Falk, Michael Kramer a Luciano Rizzola, 4. novembra 2021 , prírodná astronómia.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01506-w

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *