Astronomiya

İki qara dəliyin toqquşmasına baş

İki qara dəliyin toqquşmasına baş

İki qara dəlik hadisəsinin üfüqləri üst-üstə düşürsə (toxunursa) yenidən bir-birindən ayrılırlarmı? Mən ilhamlanıram ki, iki qara dəlik üst-üstə toqquşanda bir-birinə dəysə nə olacaq?

Bu modeldə 3d Kartezyen müstəvisində iki qara dəlik var. Hər qara dəliyin kütləsi 1 milyard günəş kütləsinə malikdir və hər ikisi də 0,9 c olacaq. Z oxunda əks istiqamətlərdə hərəkət edirlər.

Hər iki qara dəlik fırlanmırsa, biri müsbət z, digəri mənfi z ilə hərəkət edir və mükəmməl bir baş vuruşunda mənşəyində toqquşursa nəticə nə olacaq?

Tam bir birləşmə nə qədər vaxt aparacaq və nəticədə spin nə olacaq? Böyük bir cazibə enerjisi dalğası və ya başqa bir emissiya ola bilərmi?

Bunun LIGO-nun baş-başa toqquşmasını aşkar edəcəyi birinin təkrarı olduğuna inanmıram. @John Rennie və ya @uhoh beucase-in təklif etdiyi kimi, BH-nin özlərinə təsirinin və emissiyaların hansı növünün iştirak etdiyini daha çox soruşuram. LIGO tərəfindən aşkarlananlar mütləq deyil.


Yaxşı spin asandır. Sisteminiz sıfır açısal impulsa malikdir, beləliklə spin sıfır olacaqdır.

Düşünürəm ki, cazibə şüası da olmayacaqdır. cazibə dalğalarının yalnız bir sistemin dördqat anında dəyişikliklərdən qaynaqlandığını və sisteminizdə dördqat anın daima sıfır olduğunu bir az texniki səbəbdən.

Beləliklə, hər şey, toqquşan iki dəliyin kütləsindən və kinetik enerjisindən gələn təxminən 4.6 milyard günəş kütləsinə sahib olan son qara dəlikdə bitir.

Birləşmənin nə qədər davam edəcəyindən tam əmin deyiləm, lakin bu, iştirak edən Schwarzschild radiusları ilə müqayisə ediləcəkdir. $ c $, buna görə təxminən üç saat (uzaq bir müşahidəçinin gördüyü kimi).


Gökadalar toqquşduqda: Modellər qalaktik toqquşmaların böyük qara dəliklərdən ac qala biləcəyini göstərir

İki fərqli ssenarini simulyasiya edən dinamik modelin görüntüləri. Üst sətirdə əsas fəaliyyətin azaldığı bir toqquşma, alt sətirdə əsas aktivliyi artıran bir toqquşma göstərilir. Kredit: © 2021 Miki et al.

Əvvəllər qalaktikalar arasındakı toqquşmaların mərkəzlərindəki böyük qara dəliklərin fəaliyyətinə mütləq əlavə edəcəyi düşünülürdü. Bununla birlikdə, tədqiqatçılar bir sıra toqquşma ssenarilərinin ən dəqiq simulyasiyalarını yerinə yetirdilər və bəzi toqquşmaların mərkəzi qara dəliklərinin fəaliyyətini azalda biləcəyini təsbit etdilər. Səbəbi odur ki, müəyyən qarşı-qarşıya gələn toqquşmalar əslində maddənin qalaktik nüvələrini təmizləyə bilər ki, əks halda içəridə olan qara dəliklərə səbəb olar.

Qalaktikaların toqquşması kimi qəribə fenomenlər tez-tez ulduzların çökərək partlaması və epik miqyasda məhv olması ilə kosmik kataklizm kimi qəbul edilir. Ancaq əslində, birləşdirən bir cüt buluda daha yaxındır, ümumiyyətlə daha kiçik olanı udan daha böyükdür. İçlərindəki heç bir ulduzun özləri ilə toqquşması ehtimalı yoxdur. Ancaq deyildiyi kimi, qalaktikalar toqquşanda nəticələr çox ola bilər.

Gökadalar müxtəlif yollarla toqquşur. Bəzən kiçik bir qalaktika daha böyük birinin xarici hissəsi ilə toqquşacaq və ya keçəcək, ya da birləşəcək, hər iki halda yol boyunca çoxlu ulduz mübadiləsi aparacaq. Ancaq qalaktikalar üst-üstə də toqquşa bilər, bu zaman ikisinin kiçiyi böyüyünün gelgit qüvvələrini üstələyərək parçalanır. Bu ssenaridə qalaktik nüvədə maraqlı bir şey ola bilər.

"Əksər qalaktikaların mərkəzində böyük bir qara dəlik və ya MBH dayanır" dedi Tokyo Universitetindən Araşdırma Üzvü Yohei Miki. "Astronomlar qalaktik toqquşmaları araşdırdıqları müddətdə bir toqquşmanın həmişə bir MBH üçün nüvə içərisindəki maddə şəklində yanacaq təmin edəcəyi düşünülür. Və bu yanacağın MBH-ni qidalandıraraq aktivliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır digər şeylər arasında ultrabənövşəyi və rentgen şüası kimi görünərdi. Ancaq bu hadisələr ardıcıllığının qaçılmaz olmadığını və əslində bunun tam əksinin bəzən həqiqət ola biləcəyini düşünmək üçün çox əsasımız var. "

Əsas fəaliyyətini artıran bir toqquşmanı simulyasiya edən dinamik modelin görüntüləri. Kredit: © 2021 Miki et al.

Qalaktik bir toqquşmanın yalnız bir MBH-nin fəaliyyətini artıracağı məntiqli görünür, lakin Miki və komandası bu anlayışı sınamaqda maraqlı idilər. Qalaktik toqquşma ssenarilərinin son dərəcə detallı modellərini qurdular və onları superkompüterlərdə işlətdilər. Heyət, bəzi hallarda, gələn kiçik bir qalaktikanın, daha böyük birinin MBH-ni əhatə edən məsələni əslində məhv edə biləcəyini görməkdən məmnun qaldı. Bu, aktivliyini artırmaq əvəzinə azalacaqdı.

Miki, "MBH-ni bir torus və ya pişi şəklində əhatə edən qaz maddənin dinamik təkamülünü hesabladıq" dedi. "Gələn qalaktika bu torusu MBH xassələri ilə müəyyənləşdirilmiş müəyyən bir həddən yuxarı sürətləndirsəydi, maddə atılar və MBH ac qalacaqdı. Bu hadisələr bir milyon il davam edə bilər, baxmayaraq ki, hələ də əmin deyilik. MBH fəaliyyətinin yatırılması nə qədər davam edə bilər. "

Rəssamın qazın qalaktik nüvədən uzaqlaşdırılması təəssüratı. Kredit: © 2021 Miki et al.

Bu tədqiqat öz Samanyolu'nun təkamülünü anlamağımıza kömək edə bilər. Astronomlar galaktikamızın əvvəllər daha kiçik olanlarla toqquşduğundan əmindir.


Təəccüblü birləşmənin əks-sədaları

2019-cu ilin may ayında LIGO və Qız cazibə dalğa detektorlarında qeydə alınan ən ağır qara dəlik birləşməsi kimi qeydə alınan iki qara dəliyin toqquşması məkanı silkələdi. GW190521-in ilkin təhlili bu kosmik toqquşmada iştirak edənlərin olduğunu irəli sürdü

Kütlənin Günəşin 66 qatını və son bir qara dəlik meydana gətirdiklərini

142 günəş kütləsi - gözlənilməz dərəcədə çətin bir nəticədir ara kütləli qara dəliklər.

Sürətlə genişlənən “ulduz qəbiristanlığı”, müşahidə olunan kompakt ikili birləşmələrin fərqli komponentlərinin kütlələrinin süjetidir. GW190521, yuxarı mərkəz, müşahidə etdiyimiz digər ikili birləşmədən daha kütləvi.
LIGO-Qız / Şimal-qərb U. / Frank Elavsky & amp Aaron Geller

Ancaq GW190521 başqa bir səbəbdən də qaşlarını qaldırdı: iki birləşən qara dəliyin təxmin edilən kütlələri, 65 və 120 günəş kütlələri arasında düşdü, bölgə cüt-qeyri-sabitlik kütlə boşluğu. Bu kütlə diapazonu, ulduz təkamül proseslərini indiki anlayışımıza əsaslanaraq çökmüş ulduzlardan yaranan qara dəliklər üçün mahiyyət etibarilə məhdud olmalıdır.

Kütlə boşluğu qara dəliklərin potensial olaraq necə meydana gələ biləcəyi ilə bağlı bir çox fərziyyə mövcud olsa da, iki alim alternativ bir bucağa diqqət yetirdilər: əgər GW190521-in komponent kütlələrini qiymətləndirməyimizdə səhv olsaydıq nə olardı?


Gökadalar toqquşanda

Əvvəllər qalaktikalar arasındakı toqquşmaların mərkəzlərindəki kütləvi qara dəliklərin fəaliyyətinə mütləq əlavə edəcəyi düşünülürdü. Bununla birlikdə, tədqiqatçılar bir sıra toqquşma ssenarilərinin ən dəqiq simulyasiyalarını yerinə yetirdilər və bəzi toqquşmaların mərkəzi qara dəliklərinin fəaliyyətini azalda biləcəyini təsbit etdilər. Səbəbi odur ki, müəyyən qarşı-qarşıya gələn toqquşmalar əslində maddənin qalaktik nüvələrini təmizləyə bilər ki, əks halda içəridə olan qara dəliklərə səbəb olar.

Qalaktikaların toqquşması kimi təmtəraqlı fenomenlər haqqında düşündüyünüz zaman, ulduzların çöküb partladığı və epik bir miqyasda məhv olduğu bir növ kosmik kataklizm kimi təsəvvür etmək cazibədar ola bilər. Ancaq əslində birləşdirən bir cüt buluda daha yaxındır, ümumiyyətlə daha kiçik olanı udan daha böyükdür. İçlərindəki heç bir ulduzun özləri ilə toqquşması ehtimalı yoxdur. Ancaq deyildiyi kimi, qalaktikalar toqquşanda nəticələr çox ola bilər.

Gökadalar müxtəlif yollarla toqquşur. Bəzən kiçik bir qalaktika daha böyük birinin xarici hissəsi ilə toqquşacaq və ya keçəcək, ya da birləşəcək, hər iki halda yol boyunca bir çox ulduz mübadiləsi aparacaq. Fəqət qalaktikalar üst-üstə də toqquşa bilər, burada ikisinin kiçiyi daha böyükünün gelgit qüvvələrini üstələyərək parçalanacaq. Bu ssenaridə qalaktik nüvədə çox maraqlı bir şey ola bilər.

"Əksər qalaktikaların mərkəzində böyük bir qara dəlik və ya MBH dayanır" dedi Tokyo Universitetindən Araşdırma Üzvü Yohei Miki. "Astronomlar qalaktik toqquşmaları araşdırdıqları müddətdə bir toqquşmanın həmişə bir MBH üçün nüvə içərisindəki maddə şəklində yanacaq təmin edəcəyi düşünülür. Və bu yanacağın MBH-ni qidalandıraraq aktivliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır digər şeylər arasında ultrabənövşəyi və rentgen şüası kimi görünərdi. Ancaq bu hadisələr ardıcıllığının qaçılmaz olmadığını və əslində bunun tam əksinin bəzən həqiqət ola biləcəyini düşünmək üçün çox əsasımız var. "

Qalaktik bir toqquşmanın yalnız bir MBH-nin fəaliyyətini artıracağı məntiqli görünür, lakin Miki və komandası bu anlayışı sınamaqda maraqlı idilər. Qalaktik toqquşma ssenarilərinin son dərəcə detallı modellərini qurdular və onları superkompüterlərdə işlətdilər. Heyət, bəzi hallarda, gələn kiçik bir qalaktikanın, daha böyük birinin MBH-ni əhatə edən məsələni əslində məhv edə biləcəyini görməkdən məmnun qaldı. Bu, aktivliyini artırmaq əvəzinə azalacaqdı.

Miki, "MBH-ni bir torus və ya pişi şəklində əhatə edən qaz maddənin dinamik təkamülünü hesabladıq" dedi. "Gələn qalaktika bu torusu MBH xassələri ilə müəyyənləşdirilmiş müəyyən bir həddən yuxarı sürətləndirsəydi, maddə atılar və MBH ac qalacaqdı. Bu hadisələr bir milyon il davam edə bilər, baxmayaraq ki, hələ də əmin deyilik. MBH fəaliyyətinin yatırılması nə qədər davam edə bilər. "

Bu tədqiqat öz Samanyolu'nun təkamülünü anlamağımıza kömək edə bilər. Astronomlar galaktikamızın əvvəllər daha kiçik olanlarla toqquşduğundan əmindir.


Bu toqquşmalar qaçılmazdır?

Gökadalar müxtəlif formalarda toqquşur. Kiçik bir qalaktika tez-tez daha böyük birinin xarici hissəsi ilə kəsişə bilər və sonra hər hansı bir vəziyyətdə yol boyunca bir sıra obyektləri bölüşərək keçə və ya birləşə bilər. Fəqət qalaktikalar qarşı-qarşıya qalacaq, burada ikisinin kiçiyi daha böyük birinin üstün gəlmə qüvvələri tərəfindən parçalanacaq. Qalaktik nüvənin içərisində olduqca maraqlı bir şeyin baş verəcəyi bu vəziyyətdədir.

Tokyo Universitetindən Araşdırma Üzvü Yohei Miki, böyük bir qara dəliyin (MBH) bir neçə qalaktikanın mərkəzində oturduğunu söylədi. Mütəxəssislər, bir qəzanın tez-tez nüvənin içərisindəki bir material şəklində bir yanacağa bir MBH təmin edəcəyinə inanırlar.

Və bu yanacağın MBH-ni qidalandırması, işini dramatik şəkildə artırması, bunu digər şeylər arasında ultrabənövşəyi və rentgen şüalanması kimi görəcəyik. Hal-hazırda bu hadisələr zəncirinin qaçılmaz olmadığını və bunun əksinin də əslində etibarlı ola biləcəyini düşünmək üçün kifayət qədər səbəbimiz var.


Bəzi enerji cazibə radiasiyasına itirilir. Bəziləri, ehtimal ki, son qara dəliyə (yəni, $ m _ < rm final> $ iki başlanğıc kütləsinin cəmindən çox ola bilər) sona çatır. Bu ikisinin nisbətlərini müəyyənləşdirmək mənasız deyil, xəyal edirəm.

Maddəni vuran cazibə qüvvəsi dalğalarının heç də dramatik bir təsiri olmazdı. Qara dəliklərdən layiqincə uzaqlaşdıqdan sonra gərginlik amplitüdü azdır. Hər şeyi bir az sarsıtacaqdılar.

İki qara dəliyin toqquşması zamanı qravitasiya şüası yayılır. Toqquşma prosesindən sonra cazibə radiasiyası sona çatır və tək bir qara dəlik qalır.

Bu 2 cisimli sistemə kəmiyyət baxımından müalicə etmək, ədədi nisbilik üçün böyük bir vəzifədir və Frans Pretoriusun əsərindən sonra böyük bir irəliləyiş oldu. Ümumi nisbi 2 bədən problemi ilə analitik şəkildə məşğul olmaq olduqca qeyri-mümkündür, hətta mümkün deyil.

Belə bir prosesdə yayılan qravitasiya şüalanması - ilhamverici mərhələdən birləşmə ilə son vəziyyət qara dəliyin zınqıra qədər - (inkişaf etmiş) LIGO kimi bir təcrübə ilə uyğun cazibə dalğalarının kəşfini asanlaşdıran xarakterik bir profilə malikdir.

Hawking sahəsi teoremindən istifadə edərək belə bir prosesdə yayılan cazibə şüalanmasının enerjisinin maksimumuna sadə bir yuxarı sərhəd vermək mümkündür.

Sadəlik üçün fərz edək ki, başlanğıc vəziyyət təxminən bərabər kütlələri olan iki Schwarzschild qara dəliyindən və son vəziyyət təxminən $ M $ kütləsi olan bir qara dəlikdən ibarətdir.

Toqquşma zamanı çıxan cazibə radiasiyasının $ E $ enerjisi $ E = 2m-M $ ilə verilir. Beləliklə, $ M $ mümkün qədər kiçikdirsə, $ M = M _ < rm min> $ olduqda maksimum cazibə dalğaları əldə edirsiniz.

Hawking'in sahə teoremi, son qara dəliyin sahəsinin daha böyük və ya iki başlanğıc qara dəliyin sahələrinin cəminə bərabər olduğunu nəzərdə tutur. $ Propto $ mass $ ^ 2 $ sahəsindən istifadə $ M ^ 2 geq 2m ^ 2 $ bərabərsizliyinə gətirib çıxarır. Bu bərabərsizlik doymuşsa, son qara dəlik kütləsi minimal olur, $ M _ < rm min> = sqrt <2> m $.

Nəticədə, iki bərabər kütlə Schwarzschild qara dəliklərinin toqquşması nəticəsində yayılmış maksimum enerji miqdarı

$ E_ < rm max> = 2m- sqrt <2> m = (2- sqrt <2>) m təxminən 0.29 times 2m $

Beləliklə, "ən yaxşı halda" ssenaridə, cazibə şüalanması şəklində ilk enerjinin ən çox% 29-un çıxara bilərsiniz.

Eyni oyunu fərqli kütlələrin Schwarzschild qara dəlikləri və ya Kerr-Newman qara dəlikləri ilə oynaya bilərsiniz.

İkinci sualınıza gəldikdə, belə bir prosesdə yayılan cazibə dalğaları digər mənbələr tərəfindən yayılan cazibə dalğalarından (yuxarıda göstərilən xarakterik nümunələr xaricində) fərqli deyil. Vikipediyanı bir cazibə dalğasının iki qütbləşməsinin bir hissəcik halqasını necə təhrif etdiyinə dair animasiya üçün yoxlaya bilərsiniz.

Bu cavabı yazarkən Lawrence B. Crowell, yuxarıda göstərilən cazibə şüalanmasının üst sərhədini də əhatə edən cavabını yerləşdirdi.


Qalaktikalar toqquşduqda - Modellər qalaktik toqquşmaların böyük qara dəliklərdən ac qalacağını göstərir

Kosmik tərəzi. Rəssamın qazın qalaktik nüvədən uzaqlaşdırılması təəssüratı. (Kredit: Miki və digərləri) Orijinal ölçü (1.9MB)

Əvvəllər qalaktikalar arasındakı toqquşmaların mərkəzlərindəki kütləvi qara dəliklərin fəaliyyətinə mütləq əlavə edəcəyi düşünülürdü. Bununla birlikdə, tədqiqatçılar bir sıra toqquşma ssenarilərinin ən dəqiq simulyasiyalarını yerinə yetirdilər və bəzi toqquşmaların mərkəzi qara dəliklərinin fəaliyyətini azalda biləcəyini təsbit etdilər. Səbəbi odur ki, müəyyən qarşı-qarşıya gələn toqquşmalar əslində maddənin qalaktik nüvələrini təmizləyə bilər ki, əks halda içəridə olan qara dəliklərə səbəb olar.

Qalaktikaların toqquşması kimi təmtəraqlı fenomenlər haqqında düşündüyünüz zaman, ulduzların çöküb partladığı və epik bir miqyasda məhv olduğu bir növ kosmik kataklizm kimi təsəvvür etmək cazibədar ola bilər. Ancaq əslində birləşdirən bir cüt buluda daha yaxındır, ümumiyyətlə daha kiçik olanı udan daha böyükdür. İçlərindəki heç bir ulduzun özləri ilə toqquşması ehtimalı azdır. Ancaq deyildiyi kimi, qalaktikalar toqquşanda nəticələr çox ola bilər.

Gökadalar müxtəlif yollarla toqquşur. Bəzən kiçik bir qalaktika daha böyük birinin xarici hissəsi ilə toqquşacaq və ya keçəcək, ya da birləşəcək, hər iki halda yol boyunca bir çox ulduz mübadiləsi aparacaq. Fəqət qalaktikalar üst-üstə də toqquşa bilər, burada ikisinin kiçiyi daha böyükünün gelgit qüvvələrini üstələyərək parçalanacaq. Bu ssenaridə qalaktik nüvədə çox maraqlı bir şey ola bilər.

"Əksər qalaktikaların mərkəzində böyük bir qara dəlik və ya MBH yatır" dedi Tokyo Universitetindən Araşdırma Üzvü Yohei Miki. “Astronomlar qalaktik toqquşmaları araşdırdıqları müddətdə bir toqquşmanın daima nüvə içindəki maddə şəklində bir MBH üçün yanacaq təmin edəcəyi düşünülürdü. Və bu yanacağın MBH-ni qidalandırması, aktivliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırması, digər şeylər arasında ultrabənövşəyi və rentgen işığı kimi görəcəyimiz. Bununla birlikdə, bu hadisələr ardıcıllığının qaçılmaz olmadığını və əslində bunun tam əksinin bəzən həqiqət ola biləcəyini düşünmək üçün artıq əsaslarımız var. ”

Qalaktik bir toqquşmanın yalnız bir MBH-nin fəaliyyətini artıracağı məntiqli görünür, lakin Miki və komandası bu anlayışı sınamaqda maraqlı idilər. Qalaktik toqquşma ssenarilərinin son dərəcə detallı modellərini qurdular və onları superkompüterlərdə işlətdilər. Heyət, bəzi hallarda, gələn kiçik bir qalaktikanın, daha böyük birinin MBH-ni əhatə edən məsələni əslində məhv edə biləcəyini görməkdən məmnun qaldı. Bu, aktivliyini artırmaq əvəzinə azalacaqdı.

"MBH-ni bir torus və ya pişi şəklində əhatə edən qaz maddənin dinamik təkamülünü hesabladıq" dedi Miki. “Gələn qalaktika bu torusu MBH xassələri ilə müəyyənləşdirilmiş müəyyən bir həddən yuxarı sürətləndirsəydi, maddə xaric ediləcək və MBH ac qalacaqdı. Bu hadisələr bir milyon illik bölgədə davam edə bilər, baxmayaraq ki, MBH fəaliyyətinin yatırılmasının nə qədər davam edə biləcəyindən əmin deyilik. ”

Bu tədqiqat öz Samanyolu'nun təkamülünü anlamağımıza kömək edə bilər. Astronomlar galaktikamızın əvvəllər daha kiçik olanlarla toqquşduğundan əmindir.


Qara deliklər toqquşanda

Kosmosda baş verən ən kataklizmik hadisələrdən biri, iki qara dəliyin toqquşmasını əhatə edir. Kütləvi ulduzların ölümcül çöküşündən yaranan qara dəliklər inanılmaz dərəcədə yığcamdır və ulduz kütləsindəki qara dəliyin yanında dayanan bir insan, yer üzündə olduğundan təxminən bir trilyon dəfə daha güclü cazibə hiss edəcəkdir. Bu həddindən artıq sıxlıqdakı iki cisim bir-birinə büküldükdə və kosmosda olduqca geniş yayılmış bir hadisə olduqda, kainatdakı bütün ulduzlardan daha çox güc yayırlar.

& quot30 günəş götürüb Havay boyda bir bölgəyə yığdığınızı təsəvvür edin. Sonra iki belə cisim götürün və işıq sürətinin yarısına qədər sürətləndirin və onları toqquşdurun. Bu, təbiətdəki ən şiddətli hadisələrdən biridir, & quot; Caltech-in aspirantı Vijay Varma deyir.

Jurnalın 11 yanvar sayında yeni bir araşdırmada Fiziki Baxış Məktubları, Varma və həmkarları, yeni, daha kütləvi bir qara dəliyin meydana gəldiyi bir dövr olan qara dəlik birləşməsinin son mərhələsinin ən dəqiq kompüter modelini bildirirlər. Super kompüterlər və maşın tədrisi və ya süni intellekt (AI) alətləri tərəfindən dəstəklənən model, nəticədə fiziklərə Einstein & # 39s ümumi nisbilik nəzəriyyəsini daha dəqiq sınaqlardan keçirməyə kömək edəcəkdir.

& quot; Qara dəlik birləşməsindən sonra spin və kütlə kimi son qara deşikin mdash xüsusiyyətləri və əvvəlcədən mümkün olduğundan 10-100 qat daha dəqiq bir mdash xüsusiyyətləri 'ndən sonra nə qalacağını təxmin edə bilərik. Caltech-də astrofizika. & quotBu vacibdir, çünki ümumi nisbilik testləri qara dəlik birləşmələrinin son vəziyyətini nə qədər yaxşı təxmin edə biləcəyimizə bağlıdır. & quot

Tədqiqat, 2015-ci ildə qara dəlik birləşməsindən çıxan cazibə dalğalarının ilk birbaşa aşkarlanmasını həyata keçirərək tarixə düşən Lazer İnterferometr Qravitasiya-Dalğa Rəsədxanası olan LIGO ilə qara dəliklərin araşdırılması üçün daha böyük bir səylə əlaqədardır. O vaxtdan bəri, LIGO doqquz əlavə qara dəlik birləşməsi aşkar etdi. Cazibə dalğaları məkandakı və zamandakı dalğalardır, ilk dəfə Einşteyn tərəfindən 100 ildən çox əvvəl proqnozlaşdırılıb. Cazibə qüvvəsi, ümumi nisbiliyə görə, uzay zamanının toxumasının əyilməsidir. Qara dəliklər kimi nəhəng cisimlər uzay müddətində sürətləndikdə, cazibə dalğaları meydana gətirirlər.

LIGO-nun və onun məlumatlarını analiz edən minlərlə alimin hədəflərindən biri də, bu məlumatları istifadə etmək üçün qara dəlik toqquşması fizikasını daha yaxşı başa düşmək və öz növbəsində Einşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin bu həddindən artıq şərtlərdə hələ də gerçək olub olmadığını qiymətləndirməkdir. Nəzəriyyənin pozulması hələ düşünülməmiş yeni fizika növlərinə yol aça bilər.

Ancaq qara dəlik toqquşması kimi nəhəng hadisələrin modellərinin yaradılması qorxunc bir iş olduğunu sübut etdi. Toqquşan qara dəliklər bir-birinə çox yaxınlaşdıqca, son birləşməyə bir neçə saniyə qalmış, cazibə sahələri və sürətləri həddindən artıq olur və riyaziyyat standart analitik yanaşmalar üçün çox mürəkkəbləşir.

& quotBu mənbələrin modelləşdirilməsinə gəlincə, qara dəliklərin bir-birinə tərəf döndüyü zaman birləşmənin ilk mərhələlərində Einşteyn tənliklərini həll etmək üçün qələm və kağız yanaşmasından istifadə etmək olar. & quot; Ancaq bu sxemlər birləşmə yaxınlığında pozulur. Ümumi nisbi tənliklərdən istifadə edən simulyasiyalar birləşmə prosesinin nəticəsini dəqiq proqnozlaşdırmaq üçün yeganə vasitədir. & Quot;

Süper kompüterlərin kömək etdiyi yer budur. Komanda əvvəllər Simulat eXtreme Spacetimes (SXS) qrupu tərəfindən Caltech-də Wheeler super kompüterini (Sherman Fairchild Foundation tərəfindən dəstəklənir) və Milli Supercomputing Applications Center (NCSA) da Blue Waters super kompüterini istifadə edərək 900-ə yaxın qara dəlik birləşmə simulyasiyasından yararlandı. ) Urbana-Champaign İllinoys Universitetində. Simulyasiyalar 20.000 saat hesablama vaxtı çəkdi. Caltech alimləri & # 39 yeni maşın öyrənmə proqramı və ya alqoritm, simulyasiyalardan öyrəndi və son modelin yaradılmasına kömək etdi.

& quotİndi yeni modeli qurduğumuz üçün aylar çəkməyinizə ehtiyac yoxdur & quot; Varma deyir. & quotYeni model sizə millisekundlarda birləşmələrin son vəziyyəti haqqında cavablar verə bilər. & quot

Tədqiqatçılar, LIGO və digər yeni nəsil cazibə dalğa detektorlarının ölçülərində daha dəqiq olduqlarına görə modellərinin bir neçə ildən sonra xüsusi əhəmiyyət kəsb edəcəyini söyləyirlər. & quotNövbəti bir neçə ildə və ya daha çox müddətdə cazibə dalğası detektorlarında daha az səs-küy olacaq & quot; Gerosa deyir. & quot; Son qara dəlik xüsusiyyətlərinin mövcud modelləri o mərhələdə kifayət qədər dəqiq olmayacaq və yeni modelimizin həqiqətən kömək edə biləcəyi yerlər. & quot;

The Fiziki Baxış Məktubları & quot; ümumi qara delikli birləşmə qalıqlarının yüksək dəqiqlikli kütlə, fırlanma və geri çəkilmə proqnozları & quot adlı iş, Sherman Fairchild Foundation, National Science Foundation, NASA, Brinson Foundation və Caltech tərəfindən maliyyələşdirildi. Digər müəlliflər arasında Mississippi Universitetinin müəllimi Leo Stein (BS & # 3906) və əvvəllər Caltech François Hébert-də bir doktorant, Pensilvaniya Universitetində Caltech və Hao Zhang-da bir doktorant və əvvəllər Yaz Bir Lisans Araşdırıcısı (SURF) var. Caltech.


Qara dəlik bombası: Astronomlar Big Bang’dən bəri ən böyük kosmik hadisəni eşidirlər - ‘Thud like’

Link kopyalandı

Neil deGrasse Tyson qara dəlikdəki ‘spagettification’ mövzusunu müzakirə edir

Abunə olduğunuz zaman bu xəbər bülletenlərini göndərmək üçün təqdim etdiyiniz məlumatlardan istifadə edəcəyik. Bəzən təklif etdiyimiz digər əlaqəli bülletenlər və ya xidmətlər üçün tövsiyələr daxil ediləcəkdir. Məxfilik bildirişimiz, məlumatlarınızı və hüquqlarınızı necə istifadə etdiyimiz barədə daha çox məlumat verir. İstədiyiniz zaman abunəlikdən çıxa bilərsiniz.

Kosmik mütəxəssislər, bənzərsiz bir miqyasda yeni bir supermassive canavar yaradan iki qara dəlik arasında epik bir qədim toqquşma sübutu tapdılar. Kaliforniya Texnologiya İnstitutunun fizika professoru və kəşfin həmmüəllifi Alan Weinstein, dedi: İnsanlığın müşahidə etdiyi Böyük Partlayışdan bəri ən böyük patlama. & Rdquo

Trendlər

Qara dəliklər cazibə qüvvəsinin o qədər güclü olduğu heç bir şeyin, hətta işığın qaça bilməyəcəyi yer-zaman bölgələridir.

Böyük partlayışdan bəri bəşəriyyətin müşahidə etdiyi ən böyük partlayış & rsquos

Professor Alan Weinstein

Ümumi nisbilik nəzəriyyəsi kifayət qədər yığcam bir kütlənin boşluq zamanını qara dəlik meydana gətirmək üçün deformasiya edə biləcəyini proqnozlaşdırır.

Alimlər bunları indiyə qədər yalnız iki ölçüdə müşahidə etmişlər.

& Lsquosmall & rsquo deyilən ulduz qara dəliklər bir ulduz yıxıldıqda meydana gəlir və kiçik şəhərlərin ölçüsü olduğuna inanılır.

Qara dəliklərin toqquşması ulduz obyektinin 'yeni sinfi' üçün məsuliyyət daşıyır (Şəkil: AP)

Kosmik mütəxəssislər iki qara dəlik arasında epik bir qədim toqquşma sübutu aşkar etdilər (Şəkil: Getty)

DAHA ÇOX OXU

Supermassive qara dəliklərin milyardlarla qat daha böyük olduğu və Samanyolu kimi qalaktikaların ətrafında yerləşdiyi bilinir.

Son fizika bu günə qədər aradakı bir ölçülü barışdıra bilmədi.

Çünki dağılmadan əvvəl çox böyüyən ulduzlar həddindən artıq varlıqlardan əsər-əlamət qoymadan özlərini yeyəcəkdi.

Ulduzun çökməsi Günəş və rsquos ölçüsündən 70 dəfədən çox ulduz qara deliklər yarada bilmədi.

Qara dəliklər cazibə qüvvəsinin inanılmaz dərəcədə güclü olduğu yer-zaman bölgələridir (Şəkil: Express)

Sonra iki detektor keçən il bir siqnal tapdı astronomlar indi iki ulduz qara dəliyin toqquşmasının nəticəsi olduğunu bildilər.

Nəticə, Günəşdən 142 dəfə böyük olan ilk bilinən ara qara dəlik oldu.

Kosmik toqquşma işıq sürətində hərəkət edən bir cazibə dalğası yaratdı.

Lazer İnterferometr Qravitasiya-Dalğa Rəsədxanası (LIGO) və Qız interferometri dedektorlarını istifadə edərək görən bu dalğa alimləri idi.


İki qara dəliyin baş-başa toqquşması zamanı vuruş

Bu modeldə [1] daha kiçik və böyük bir qara dəlik bir-birinə doğru xətti olaraq hərəkət edir və üst-üstə toqquşur. Kiçik qara dəlik daha sürətli hərəkət edir, aşağıya doğru bir impulsa malikdir və aşağıya doğru güclü cazibə dalğaları yayır. Hər bir hərəkət də reaksiya verdiyindən ümumi sistem yuxarıya doğru irəliləyir - bu & quotkick & quot (Şəkil 1-in sol hissəsi).
Birləşmə nəticəsində yaranan qara dəlik əvvəlcə sferik deyil, deformasiyaya uğrayır və yuxarı hissəsində bir növ “qabarıqlıq” var (şəkil 1-in mərkəzi hissəsi). Bu asimmetriyanı düzəltmək və enerjili cəhətdən daha əlverişli sferik formanı əldə etmək üçün cazibə dalğaları vasitəsi ilə daha çox təkan yuxarıya doğru yayılır: bu & quotanti-kick & quot; nəticədə meydana gələn qara dəliyi yavaşlatır. Azaldılmış sürətlə də olsa yuxarıya doğru hərəkət edir (Şəkil 1-in sağ hissəsi).

Kreditlər
P. Moesta, L. Rezzolla (Max Planck Cazibə Fizikası İnstitutu), M. Koppitz (Max Planck Qravitasiya Fizikası İnstitutu & amp; Zuse İnstitutu Berlin)

Şəkil 1: Kosmosda təpik: Tədqiqatçılar qara dəliklərin toqquşmasını modelləşdirmişlər (1). Bununla yeni yaradılan qara dəliyin əvvəlcə deformasiyaya uğradığı göstərildi (2). Bu asimmetriyanı düzəltmək və enerjili cəhətdən daha əlverişli sferik formanı əldə etmək üçün daha çox təkan yuxarıya doğru şüalanır: bu "anti-təpik" qara dəliyi biraz yavaşlatır - indi azalmış sürətlə hərəkət etməyə davam edir (3).

© P. Moesta, L. Rezzolla (Max Planck Qravitasiya Fizikası İnstitutu)

Qeyd: Bu şəkillərin yayımlanması müvafiq kredit və yazılı icazə tələb edir. Zəhmət olmasa nəşrdən əvvəl [email protected] ilə əlaqə saxlayın.

© P. Moesta, L. Rezzolla (Max Planck Cazibə Fizikası İnstitutu), M. Koppitz (Max Planck Qravitasiya Fizikası İnstitutu və Zuse İnstitutu Berlin)

© P. Moesta, L. Rezzolla (Max Planck Cazibə Fizikası İnstitutu), M. Koppitz (Max Planck Qravitasiya Fizikası İnstitutu və Zuse İnstitutu Berlin)

© P. Moesta, L. Rezzolla (Max Planck Cazibə Fizikası İnstitutu), M. Koppitz (Max Planck Qravitasiya Fizikası İnstitutu və Zuse İnstitutu Berlin)

© P. Moesta, L. Rezzolla (Max Planck Cazibə Fizikası İnstitutu), M. Koppitz (Max Planck Qravitasiya Fizikası İnstitutu və Zuse İnstitutu Berlin


Videoya baxın: Dinozavrların hücumundan xəsarət alan oldumu? - BBC-nin önündə şou (Oktyabr 2021).