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

Skladování obnovitelné energie v kamenech místo lithiových baterií

V případě přebytku elektřiny z větru nebo slunce se energetická rezerva nabije. To se děje prostřednictvím systému kompresorů a turbín, které čerpají tepelnou...

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Ne! Je pravděpodobnější, že žádosti o půjčku zpracované kolem poledne budou zamítnuty

Úředníci bankovních půjček pravděpodobněji budou schvalovat žádosti o půjčky dříve a později během dne, zatímco „únava z rozhodování“ kolem poledne je spojena s nedodržováním...

Náročné modely před oddělením v Bothnian Bay

19. dubna 2021 Mořský led na severu Baltského moře vykazuje některé přesvědčivé vzory, než se na jaře roztaví a setře. Na rozdíl od mořského ledu, který...

Newsletter

Subscribe to stay updated.