Ученые столкнули две черные дыры в танце
Ученые столкнули две черные дыры в танце

Ученые столкнули две черные дыры: финальный танец неравных партнеров

Ученые столкнули две черные дыры в танце

Специалисты Рочестерского Университета совершили невозможное. Впервые им удалось столкнуть две черные дыры. Конечно же, это фантастическое космическое явление осуществилось в процессе моделирования. Он смог имитировать событие слияния черных дыр с большим отношением масс на Фронтере. Таким образом ученые намерены обсудить непростую задачу, связанную с решением уравнений общей теории относительности для сливающихся черных дыр.

Еще в 60-х годах прошлого века для решения этой проблемы физики впервые использовали суперкомпьютер. Двадцать лет назад физик Кип Торн заявил, что прежде чем достигнуть численного решения, необходимо наблюдать гравитационные волны.


В 2015 году в обсерватории гравитационных волн с лазерным интерферометром такие волны удалось наблюдать впервые. Ученым потребовалось две недели, чтобы понять, что событие связано с природными явлениями, а не с использованием моделирования в качестве теста. Невооруженным глазом был видел процесс слияния двух черных дыр. Результаты события открыли новую веху в численной теории относительности с имитацией слияния черных дыр, где отношение массы большей черной дыры к меньшей составило 128 к 1.

Эту научную проблему посчитали на пределе вычислительных возможностей. Новый суперкомпьютер позволили подтвердить ранее проведенные эксперименты, чтобы продвинуться в изучении астрофизики.

Программный директор по гравитационной физике в NSF Педро Маронетти отметил, что моделирование пар черных дыр с разными массами требует больших вычислений. Это важно для поддержания точности в широком диапазоне разрешения сетки детекторов гравитационных волн. Сейчас они в реальности способны обнаруживать только гравитационные волны, которые вызываются черными дырами малой и средней массы, имея при этом аналогичный размер.


Новое исследование показало, что объединенные черные дыры могут иметь скорость намного больше, чем считалось ранее. Они способны перемещаться со скоростью до 5 тысяч километров в секунду. Такие объекты могут покидать галактику и блуждать по Вселенной, что стало для астрономов еще одной загадкой.

Новый использованный метод имитации основан на адаптивном уточнении сетки. Он включает в себя размещение черных дыр, , пространства между ними и удаленного наблюдателя, а также уточнение областей сетки с большей детализацией там, где это необходимо.

Ссылка: «Исследование слияния двойных черных дыр с малым отношением масс с помощью подхода дихотомии Зенона» Карлос О. Лусто и Джеймс Хили, 5 ноября 2020 г., Physical Review Letters. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.191102