Astrofizicienii au fost uimiți să găsească „fire gravitaționale” care ar putea zgâria găuri negre extreme

Înțelegerea de către artist a modului în care o gaură neagră rotativă se înmulțește printr-un disc de acumulare și eliberează un reactiv. Credit: NASA / JPL-Caltech

Găurile negre sunt unul dintre cele mai misterioase lucruri din univers. O parte din trucul lor provine din faptul că sunt de fapt una dintre cele mai simple soluții la ecuațiile de câmp ale relativității generale ale lui Einstein. De fapt, găurile negre pot fi descrise pe deplin doar prin trei dimensiuni fizice: masa, rotația și încărcarea lor. Deoarece nu au atributele „păroase” suplimentare care le separă, se spune că găurile negre nu au „păr”: aceeași masă, rotație și găuri negre încărcate sunt exact aceleași.

Dr. Lior Burko de la Theiss Research, în colaborare cu Gaurav Hanna, profesor la Universitatea din Dartmouth din Massachusetts, și fostul său student, Dr. Subir Sabharval, în colaborare cu Universitatea din Rhode Island, gaură neagră perturbă specificitatea găurii negre numită teorema „fără păr”. În special, echipa a explorat găuri negre extreme – găuri care sunt „saturate” cu sarcina sau rotația maximă pe care o pot transporta.

Au descoperit că pe orizontul găurii negre exista o cantitate care ar putea fi formată din curbura cavității și măsurată de un observator la distanță. Deoarece această sumă nu depinde de cele trei atribute clasice, ci de modul în care a apărut gaura neagră, aceasta distorsionează unicitatea găurii negre.

Această cantitate constituie „forța gravitațională” și este potențial măsurată de observatoarele de unde gravitaționale recente și viitoare. LIGO și LISA. Structura acestui nou păr provine din dezvoltarea unei cantități similare găsite de Angelopoulos, Aretakis și Gajic în contextul unui model mai simplu de „jucărie” care utilizează spațiul scalar și găurile negre sferice, extinzându-l la perturbări gravitaționale rotative. unu.

“Acest nou rezultat este surprinzător”, a spus Burko, “deoarece teoremele specificității unei găuri negre sunt bine dovedite, în special propagarea lor în găuri negre extreme. Trebuie să existe presupuneri de teoreme nesatisfăcute pentru a explica modul în care teoremele nu se aplică în acest caz. “echipa a urmat lucrările anterioare ale lui Aretakis, deoarece unele zone de perturbare de-a lungul orizontului evenimentelor continuă să evolueze, chiar dacă perturbarea externă a găurilor negre extreme este la fel de putredă ca gaurile negre obișnuite.

„Teoremele de specificitate implică independența timpului. Dar evenimentul Aretakis încalcă în mod clar independența timpului la orizontul evenimentului. Este un spațiu prin care părul poate fi pieptănat pe distanțe mari de observatorul undei gravitaționale ”, a spus Burko. Spre deosebire de alte studii care au găsit părul în scalarizarea găurilor negre, după cum subliniază Burko, „în acest studiu am lucrat cu teoria vidului a lui Einstein, fără câmpuri dinamice suplimentare care să poată schimba teoria și să încalce principiul echivalenței puternice”.

Echipa a folosit simulări digitale foarte intense pentru a-și crea propriile rezultate. Simulările implică utilizarea a zeci de unități de procesor grafic Nvidia (GPU) high-end în paralel, fiecare cu mai mult de 5.000 de nuclee. „Fiecare dintre aceste procesoare grafice poate efectua 7 trilioane de calcule pe secundă; dar chiar dacă aveți o astfel de putere de calcul, simulările vor fi finalizate în câteva săptămâni ”, a spus Hannah.

Având în vedere caracterul explorator al acestei lucrări, ea a fost publicată la 26.02.2021 într-una dintre cele mai bune reviste din fizică, Descriere fizică D ca o scrisoare de autoritate.

Referință: „Păr scalar și gravitațional pentru găuri negre extreme Kerr” de Lior M. Burko, Gaurav Khanna și Subir Sabharwal, 26 ianuarie 2021, Descriere fizică D.
DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.L021502

Cercetarea a fost finanțată parțial de Fundația Națională pentru Științe și de Biroul de Cercetare Marină. Resursele de calcul ale Centrului UMass Dartmouth Center for Scientific Computing and Visualization Research (CSCVR) au fost utilizate pentru cercetare. CSCVR promovează misiunea UMass Dartmouth, care oferă studenților universitari și absolvenților experiențe educaționale bazate pe descoperiri de înaltă calitate care depășesc limitele tradiționale ale unui domeniu sau departament academic și efectuează cercetări în cadrul universității și în colaborare cu cercetători din alte universități. , Laboratoare naționale și industrie. Hannah lucrează ca director al Centrului.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Materialul nou poate proteja mai bine soldații, sportivii și șoferii de șoc, impact și explozii

Soldații, sportivii și șoferii pot face viața mai sigură datorită unui nou proces care ar putea duce la o protecție mai eficientă și reutilizabilă...

A fost găsit cel mai vechi loc de înmormântare uman din Africa – un copil a fost îngropat în urmă cu 78.000 de ani

Vedere generală a zonei peșterii Panga ya Saidi. Observați săparea șanțului unde a fost deschisă înmormântarea. Credit: Muhammad Javad Shoaee Descoperirea celui mai...

Se preconizează că speciile non-native vor crește cu 36% în întreaga lume până în 2050

Gâscă egipteană (Alopochen aegyptiaca) originară din Africa și stabilită acum în Europa Centrală și de Vest. Credit: profesorul Tim Blackburn, UCL Se preconizează că...

Visele noastre pot fi ciudate

Această ilustrație reflectă supra-ipoteza creierului, care susține că calitatea redusă și halucinantă a viselor nu este o greșeală, ci o trăsătură particulară, deoarece ajută...

Newsletter

Subscribe to stay updated.