Fiziklər əyri məkan və vaxtı vizuallaşdırmaq üçün yeni üsul kəşf edirlər

Qara dəliklər bir -birinə çırpıldıqda, ətrafdakı məkan və zaman fırtına zamanı dalğalanan dəniz kimi dalğalanır və dalğalanır. Məkan və zamanın bu dəyişməsi o qədər mürəkkəbdir ki, fiziklər baş verənlərin təfərrüatlarını indiyə qədər anlaya bilməyiblər.


Kaliforniya Texnologiya İnstitutundan (Caltech) Kip Thorne dedi:

Əziyyət çəkməmiş məkan vaxtını əvvəllər heç olmadığı kimi təsəvvür etməyin yollarını tapdıq.


Thorne və həmkarları nəzəriyyəni kompüter simulyasiyaları ilə birləşdirərək, adlandırdıqları konseptual vasitələr hazırladılartendens xətləriburulğan xətləri.

Pulsasiya edən qara dəlik tərəfindən çıxarılan iki donut şəkilli burulğanlar. Ayrıca mərkəzdə, çuxura yapışdırılmış iki qırmızı və iki mavi vorteks xətti göstərilir ki, bu da növbəti pulsasiyada üçüncü pişi formalı burulğan kimi atılacaq. Kredit: Caltech/Cornell SXS Əməkdaşlıq

Bu vasitələrdən istifadə edərək, onlar aşkar ediblər ki, qara dəliklərin toqquşması tüstü halqaları kimi birləşmiş qara dəlikdən uzaqlaşaraq, pişişəkilli naxış yaradan burulğan xətləri yarada bilər. Tədqiqatçılar eyni zamanda bu girdab xətlərinin bir araya gəldiyini də tapdılarburulğanlar- fırlanan çiləyicidən su kimi qara dəlikdən çıxa bilər.

Tədqiqatçılar tendens və burulğan xətlərini və onların qara dəliklər üçün təsirlərini izah edirlərkağız11 aprel tarixində jurnalda onlayn olaraq nəşr olunurFiziki baxış məktubları.




Tendex və burulğan xətləri, zaman-zaman pozulmuş cazibə qüvvələrini təsvir edir. Elektrik və maqnit qüvvələrini təsvir edən elektrik və maqnit sahə xətlərinə bənzəyirlər.

Tendex xətləri, uzanan zamanla qarşılaşdığı hər şeyə təsir edən uzanan qüvvəni təsvir edir. David Nichols, termini yaradan Caltech məzunutendeks, izah etdi:

Aydan çıxan tendensiya xətləri yer okeanlarında gelgitləri qaldırır.

Bu xətlərin uzanan qüvvəsi qara dəliyə düşən astronavtı parçalayacaq. Vorteks xətləri, əksinə, məkanın bükülməsini təsvir edir. Bir astronavtın cəsədi burulma xətti ilə hizalanarsa, yaş bir dəsmal kimi sıxılır.


Bir çox tendeks xətləri bir araya gəldikdə, a adlanan güclü uzanma bölgəsi yaradırlartendeks. Eyni şəkildə, bir girdap xətti, bir adlanan fırlanan bir boşluq bölgəsi yaradırburulğan.

Məqalənin baş müəllifi Cornell Universitetindən Dr. Robert Owen dedi:

Burulğana düşən hər şey ətrafda fırlanır.

Qara dəlikdən çıxan fırlanan məkanın spiral formalı iki girdabı (sarı) və burulğanları əmələ gətirən girdab xətləri (qırmızı əyrilər). Kredit: Caltech/Cornell SXS Əməkdaşlıq


Caltech -in baş elmi işçisi və komandanın simulyasiya işinin lideri Dr. Mark Scheel, tendeks və burulğan xətlərinin qara dəlikləri, cazibə qüvvəsini və kainatın təbiətini anlamaq üçün necə güclü yeni bir yol təqdim etdiyini izah etdi:

Bu vasitələrdən istifadə edərək, kompüter simulyasiyalarımızda istehsal olunan çoxlu məlumatları daha yaxşı başa düşə bilərik.

Tədqiqatçılar kompüter simulyasiyalarından istifadə edərək bir -birinə çırpılan iki qara dəliyin bir neçə girdab və bir neçə tendeks yaratdığını kəşf etdilər. Əgər toqquşma baş-başa olarsa, birləşən çuxur fırlanan məkanın çörek formalı bölgələri olaraq burulğanları çıxarır və çörek şəklində uzanan bölgələr kimi tendeksləri çıxarır. Ancaq qara dəliklər birləşməzdən əvvəl bir -birinə doğru dönərsə, burulğanları və meylləri birləşən çuxurdan çıxır. Hər iki halda-donut və ya spiral-xaricə hərəkət edən burulğanlar və tendekslər cazibə dalğalarına çevrilir-Caltech-in rəhbərlik etdiyi Lazer İnterferometr Qravitasiya-Dalğa Rəsədxanasının (LIGO) aşkar etməyə çalışdığı dalğalar.

Yanbei Chen, Caltech-in fizika üzrə dosenti və komandanın nəzəri səylərinin lideri əlavə etdi:

Bu tendensiyalar və burulğanlarla, LIGO -nun axtardığı cazibə dalğalarının dalğa formalarını daha asan proqnozlaşdıra bilərik.

Əlavə olaraq, tendekslər və burulğanlar tədqiqatçılara bir qalaktikanın mərkəzində birləşən qara dəliyin cazibə qüvvəsinin zərbəsinin arxasındakı sirri açmağa imkan verdi. 2007-ci ildə, professor Manuela Kampanellinin rəhbərlik etdiyi Brownsville Texas Universitetində bir qrup kompüter simulyasiyalarından istifadə edərək, toqquşan qara dəliklərin birləşmiş qara dəliyin geri çəkilməsinə səbəb olan qravitasiya dalğalarının yönəldilmiş partlayışı yarada biləcəyini kəşf etdi. güllə Geri çəkilmə o qədər güclüdür ki, birləşmiş çuxuru öz qalaktikasından ata bilər. Amma heç kim bu istiqamətlənmiş cazibə dalğalarının necə əmələ gəldiyini anlamırdı.

İndi yeni alətləri ilə təchiz olunmuş Thorne komandası cavabı tapdı. Qara dəliyin bir tərəfində spiral burulğanlardan gələn qravitasiya dalğaları spiral tendekslərdən gələn dalğalarla birləşir. Digər tərəfdən, burulğan və tendex dalğaları bir-birini ləğv edir. Nəticə bir istiqamətdə dalğaların partlamasıdır ki, bu da birləşən çuxurun geri çəkilməsinə səbəb olur.

Cornell komandasının üzvü Dr Geoffrey Lovelace, bunları söylədi:

Bu alətləri qara dəliklərin toqquşması üçün hazırlasaq da, onlar məkan-zamanın əyri olduğu hər yerdə tətbiq oluna bilər. Məsələn, insanların kosmologiyaya, ulduzları parçalayan qara dəliklərə və qara dəliklərin içərisində yaşayan təkliklərə burulğan və meyl xətləri tətbiq edəcəyini gözləyirəm. Ümumi nisbilik boyunca standart vasitələrə çevriləcəklər.

Komanda artıq yeni nəticələrlə çoxlu təqib sənədləri hazırlayır. Yüzlərlə məqalə yazan Thorne bunları söylədi:

Əslində hər şeyin yeni olduğu bir sənədin müəllifi olmamışam. Amma burada vəziyyət belədir.

Xülasə: Kaliforniya Texnologiya İnstitutundan (Caltech) Kip Thorne və həmkarları, bir qalaktikanın mərkəzində birləşən qara dəliyin sirli cazibə qüvvəsini izah etmək üçün nəzəriyyəni kompüter simulyasiyası ilə birləşdirdilər. Bu alətlər məkan-zamanın əyri olduğu hər yerdə tətbiq oluna bilər.

Caltech vasitəsi ilə

Məlum olan ən böyük qara dəlik Günəş sistemimizi uda bilər