Juodosios skylės visada žavi, o naujas modeliavimas papildo jų paslaptį. Tikriausiai anksčiau jų nesiejote su puriu angelų maisto pyragu, tačiau Caltech mokslininkai neseniai sukūrė modeliavimą, kad geriau suprastų, kaip veikia juodosios skylės, ir sukūrė pyrago ryšį.
Tai nėra tokia prašmatni kaip NASA modeliavimas, kuriame galite pasinerti į juodąją skylę, tačiau Caltech modelis meta iššūkį 50 metų gyvuojančioms teorijoms.
Nauja informacija apima juodųjų skylių diskus, dar vadinamus akreciniais diskais, kurie yra žvaigždžių nuolaužų ir dujų rinkinys, apimantis juodąsias skyles. Dešimtmečius vyravo teorija, kad šiluminis slėgis, kurį sukelia besikeičiančios dujos juodosios skylės diskuose, išlaikė diskus stabilius aplink juodąją skylę. Problema ta, kad pagal teoriją juodosios skylės atrodo ne taip, kaip turėtų. Teoriškai akreciniai diskai turėtų būti plokšti, tačiau astronominiai stebėjimai rodo, kad diskai yra purūs.
Simuliacijoje„Caltech“ mokslininkai bando atkurti juodąją skylę ir atlikti tai, ką jie vadina „super priartinimu“, kad stebėtų, kaip ji elgiasi. Modeliavimas veikia trilijonus kartų sprendžiant tas pačias pagrindinių lygčių rinkinius, kad būtų galima pamatyti, kaip vystosi juodosios skylės.
„Mūsų teorijos mums pasakė, kad diskai turi būti plokšti kaip krepsai“, – sakė Caltech tyrimų grupei vadovavęs teorinės fizikos profesorius Philas Hopkinsas. „Tačiau žinojome, kad tai neteisinga, nes astronominiai stebėjimai rodo, kad diskai iš tikrųjų yra purūs – labiau panašūs į angelų maistą. Mūsų modeliavimas padėjo mums suprasti, kad magnetiniai laukai laiko disko medžiagą kartu, todėl ji tampa puresnė.
Modeliavimas rodo tonų magnetinio lauko aktyvumą, čia rodomą geltona, oranžine ir raudona spalvomis.
Magnetiniai laukai – ne, ne juosta
Didėjant modeliavimo masteliui, mokslininkai gali pamatyti spinduliuotės, gravitacijos, magnetinių laukų ir šilumos šokį, kai jie „netiesiškai sąveikauja šioje chaotiškoje, netvarkingoje sistemoje“, sako Hopkinsas. Vaizdo įraše raudona yra magnetinių laukų energija, o mėlyna – šilumos energija. Tyrėjai tikėjosi, kad šiluma bus dominuojanti energijos rūšis, valdanti sistemą. Vietoj to, modeliavimas parodė, kad magnetiniai laukai valdo sistemą, o ne šilumą.
„Stiprūs magnetiniai laukai suteikia kokybiškai kitokias prognozes nei teorijos, kurias turėjome dešimtmečius“, – vaizdo įraše sakė Hopkinsas. „Taigi, pavyzdžiui, magnetiniai laukai iš tikrųjų gali išlaikyti medžiagą kartu ir neleisti jai subyrėti veikiant gravitacijai. Taigi tai yra storas medžiagos žiedas aplink juodąją skylę, o ne plokščias diskas.
Mokslininkai tiria juodąsias skyles nuo tada, kai Albertas Einšteinas pirmą kartą numatė jų egzistavimą daugiau nei prieš 100 metų. Kadangi juodąsias skyles sunku rasti, jos yra taip toli ir neveikia kaip bet kuris kitas dangaus kūnas, mokslininkai dažniausiai ėmėsi modeliavimo, kad išsiaiškintų, kaip veikia juodosios skylės. Kartais šie modeliavimai gali padėti mokslininkams išsiaiškinti, kas iš tikrųjų vyksta su viena didžiausių kosmoso paslapčių.
