Astrofyzici, kteří jsou překvapeni, že najdou extrémní černé díry, mají „gravitační vlasy“, které lze česat

Umělecká představa rotující černé díry, která akumuluje hmotu přes akreční disk a vyzařuje paprsek. Fotografický kredit: NASA / JPL-Caltech

Černé díry patří mezi nejzáhadnější objekty ve vesmíru. Část jejich intrik pramení ze skutečnosti, že jsou vlastně jedním z nejjednodušších řešení Einsteinových polních rovnic obecné relativity. Ve skutečnosti lze černé díry plně charakterizovat pouze třemi fyzikálními veličinami: jejich hmotou, rotací a nábojem. Protože nemají žádné další „chlupaté“ vlastnosti, které by je odlišovaly, říká se, že černé díry nemají „žádné chlupy“: černé díry se stejnou hmotou, rotací a nábojem jsou přesně stejné.

Dr. Lior Burko z Theiss Research, spolupracující s profesorem Gauravem Khannou z University of Massachusetts Dartmouth a University of Rhode Island, spolu s jeho bývalým studentem Dr. Subir Sabharwal, že zvláštní druh Černá díra porušuje jedinečnost černé díry, takzvaná fráze „žádné vlasy“. Tým konkrétně zkoumal extrémní černé díry – díry, které jsou „nasycené“ maximálním nábojem nebo rotací, kterou mohou nést.

Zjistili, že existuje kvantita, kterou lze zkonstruovat z prostoročasového zakřivení na horizontu černé díry, která je zachována a měřena vzdáleným pozorovatelem. Jelikož tato velikost závisí na tom, jak byla černá díra vytvořena, a ne pouze na třech klasických atributech, porušuje jedinečnost černé díry.

Toto množství představuje „gravitační vlásek“ a může se jednat o novější a nadcházející observatoře gravitačních vln, jako např LIGO a LISA. Struktura tohoto nového vlasu sleduje vývoj podobné sady, kterou našli Angelopoulos, Aretakis a Gajic v kontextu jednoduššího modelu „hračky“ využívajícího skalární pole a sférické černé díry, a rozšiřuje jej na gravitační odchylky rotace.

„Tento nový výsledek je překvapivý,“ řekl Burko, „protože věty o jedinečnosti černé díry jsou dobře zavedené a zejména jejich rozšíření do extrémních černých děr.“ Musí existovat určitý předpoklad vět, který není splněn, aby bylo možné vysvětlit, jak věty v tomto případě neplatí. Tým skutečně navázal na dřívější práci Aretakise, který zjistil, že ačkoliv vnější poruchy extrémních černých děr, stejně jako u běžných černých děr, ubývají, určitá poruchová pole jsou vytvářena po horizont událostí na neurčito.

“Věty jedinečnosti předpokládají nezávislost času.” Fenomén Aretakis však výslovně porušuje časovou nezávislost podél horizontu událostí. To je mezera, skrz kterou vlasy vyskakují a může je česat observatoř gravitačních vln na velkou vzdálenost, “řekl Burko. Na rozdíl od jiných prací, ve kterých byly vlasy nalezeny při škálování černých děr, Burko poznamenal, že „v této práci jsme pracovali s vakuovou Einsteinovou teorií, bez dalších dynamických polí, která tuto teorii modifikují a možná proti ní. rovnocennost. “

Tým použil velmi intenzivní numerické simulace ke generování jejich výsledků. Simulace zahrnovaly paralelní použití desítek nejlepších grafických procesorů Nvidia (GPU), každý s více než 5 000 jádry. “Každý z těchto GPU může provádět až 7 bilionů výpočtů za sekundu.” Navzdory této výpočetní síle budou simulace trvat mnoho týdnů, “řekl Khanna.

Vzhledem k průlomu v této práci byla publikována v jednom z nejlepších časopisů o fyzice 26. ledna 2021. Fyzikální vyšetření D. jako prestižní dopis.

Odkaz: „Skalární a gravitační vlasy pro extrémní černé díry Kerr“, autor: Lior M. Burko, Gaurav Khanna a Subir Sabharwal, 26. ledna 2021, Fyzikální vyšetření D..
DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.L021502

Výzkum byl částečně financován Národní vědeckou nadací a Úřadem pro námořní výzkum. Pro výzkum byly použity výpočetní zdroje z UMass Dartmouth Center for Scientific Computing & Visualization Research (CSCVR). CSCVR podporuje misi UMass Dartmouth poskytováním vysokoškolským a postgraduálním studentům vysoce kvalitních vzdělávacích zkušeností založených na objevech, které překračují tradiční hranice akademického oboru nebo katedry, a společný výzkum v oblasti počítačových věd na univerzitě a s výzkumnými pracovníky na ostatních Podporuje univerzity, národní laboratoře a průmysl. Khanna působí jako ředitel střediska.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Hojnost života v korálových útesech je záhadná již od dob Charlese Darwina – nový výzkum poskytuje odpovědi

Ryby krmící plankton často kontrolují shromáždění ryb v oceánských korálových útesech. Uznání: Dr. Christina Skinner Studie odhaluje otevřenou mořskou vodu, která byla dříve považována...

Vysvětlují mladiství „tyrani“ – potomci masožravých dinosaurů nedostatek rozmanitosti dinosaurů?

Nový výzkum naznačuje, že potomci obrovských masožravých dinosaurů, jako je Tyrannosaurus rex, mohli zásadně přetvořit svá společenství překonáním menších konkurenčních druhů. Fotografický kredit:...

Datové limity mohou zmizet s novými optickými anténami – „světelné kroužky“

Vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley našli nový způsob řízení vlastností světelných vln, který by mohl radikálně zvýšit množství dat, která přenášejí. Ukázali...

Odhalení vzácného ošetření mrtvoly „Mud Carapace“ pro egyptské mumie – a případ falešné identity

Mumifikovaná osoba a rakev ve sbírce Nicholson Collection v muzeu křídla Chau Chak, University of Sydney. A. Mumifikovaný jedinec zabalený v moderním pouzdře...

Asteroidový prášek nalezený v kráteru uzavírá případ o tom, co zabilo dinosaury

Vědci se domnívají, že jednoznačným spojením toho, co dinosaury zabilo jejich vyhynutí, s asteroidem, který zasáhl Zemi před 66 miliony let, našli klíčový důkaz:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.