Суперкомп’ютерне моделювання пояснює величезну потужність реактивної чорної діри – підтверджує загальну теорію відносності Ейнштейна

Масивна чорна діра з рентгенівським струменем. Авторство і права: NASA/CXC/M. Weiss

Подальше підтвердження загальної теорії відносності Ейнштейна.

Галактика Месс’є 87 (M87) розташована на відстані 55 мільйонів світлових років від Землі в сузір’ї Діви. Це гігантська галактика з 12 000 кулястих скупчень Чумацький шлях200 кульових скупчень здаються скромними в порівнянні. а Чорна діра З шести з половиною мільярдів сонячних мас, розташованих у центрі M87. Це перша чорна діра, яка має зображення, створене в 2019 році міжнародною дослідницькою роботою Event Horizon Telescope.

Ця чорна діра (M87 *) випускає струмінь плазма Близька до швидкості світла, так звана релятивістська площина, в масштабі 6000 світлових років. Величезна енергія, необхідна для живлення цього струменя, ймовірно, випливає з гравітаційної сили чорної діри, але як з’являється такий струмінь і що підтримує його стабільність на величезній відстані, ще не до кінця зрозуміли.

M87 Теоретична модель релятивістського струменя та астрономічні спостереження

Теоретична модель (теорія) та астрономічні спостереження (спостереження) місця запуску релятивістського реактивного літака M87 дуже добре збігаються. Авторство: Алехандро Крус Осоріо

Чорна діра M87* притягує матерію, що обертається в диску, на менші орбіти, поки чорна діра не поглине її. Реактивний літак запускається з центру акреційного диска, що оточує M87, і фізики-теоретики з Університету Гете разом з вченими з Європи, США та Китаю дуже детально розробили цю область.

Вони використовували надзвичайно складні 3D-суперкомп’ютерні симуляції, які використовували приголомшливий 1 мільйон процесорних годин на симуляцію, і повинні були одночасно розв’язувати рівняння загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна, рівняння електромагнетизму Джеймса Максвелла та рівняння динаміки рідини Леонарда Ейлера.

M87 Релятивістські лінії магнітного поля чорної діри

Уздовж ліній магнітного поля частинки прискорюються настільки ефективно, що утворюють струмені розміром до 6000 світлових років у випадку M87. Авторство: Алехандро Крус Осоріо

Результатом стала модель, в якій розраховані значення температури, щільності матеріалу та магнітних полів надзвичайно добре збігалися з тим, що було виведено з астрономічних спостережень. На цій основі вчені змогли простежити складний рух фотонів у викривленому просторі-часі внутрішньої області площини та перевести його в радіозображення. Потім вони змогли порівняти ці комп’ютерні зображення із спостереженнями, зробленими за допомогою кількох радіотелескопів і супутників за останні три десятиліття.

Доктор Алехандро Крус Осоріо, провідний автор дослідження, коментує: “Наша теоретична модель електромагнітного випромінювання та морфології струменя M87 дивно збігається з спостереженнями в радіо, оптичному та інфрачервоному спектрах. Це говорить нам, що надмасивна чорна діра M87* є ймовірно, що плазма сильно намагнічена в площині, прискорюючи частинки до діапазонів тисяч світлових років».

Професор Лучано Ріццола з Інституту теоретичної фізики Університету Гете у Франкфурті зазначає: «Той факт, що зображення, які ми розрахували, дуже близькі до астрономічних спостережень, є ще одним важливим підтвердженням того, що загальна теорія відносності Ейнштейна є найбільш точним і природним поясненням її існування, ніж надмасивна. чорні діри в центрі галактик. Хоча є ще місце для альтернативних пояснень, результати нашого дослідження зробили цю кімнату набагато меншою».

Довідка: «Останні активні та морфологічні моделі стартового майданчика M87» Алехандро Круз Осоріо, Крістіан М Фромм, Юсуке Мізуно, Антоніус Натаніель, Зірі Юнезі, Олівер Борт, Джорді Давілар, Хіно Фальк, Майкл Крамер та Лучано Ріццола, 4 листопада 2021 р. , природна астрономія.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01506-w

READ  У неділю астероїд безпечно летить поблизу Землі

You May Also Like

About the Author: Monica Higgins

"Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер"

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *