Астрофизики из РУДН разработали более простой подход к описанию черных дыр — Naked Science
7 минут
Редакция
5

Астрофизики из РУДН разработали более простой подход к описанию черных дыр

Исследователи предложили новый метод для упрощения вычислений наблюдаемых эффектов вблизи черных дыр, к которым неприменим математический аппарат классической Теории относительности Эйнштейна.

black-hole-invariant-plot1
©Wikipedia

Результаты новой работы ученых из РУДН опубликованы в журнале Physical Review D. Согласно Общей теории относительности, движение любого массивного тела создает рябь в пространстве-времени — то есть гравитационные волны. Гравитационные волны впервые зарегистрировали в 2015 году, это эхо слияния массивных гравитационных объектов, таких как черные дыры (области пространства-времени, где гравитация настолько сильна, что даже свет не может их покинуть).

 

Открытие гравитационных волн заставило ученых пересмотреть старые теории, объясняющие структуру и свойства черных дыр, и разработать новые. В некоторых случаях уравнения Эйнштейна оказались неверными. Для того чтобы осознать объем фундаментальных проблем, включая темную материю, темную энергию и квантовую гравитацию, было разработано несколько обобщенных теорий.

 

В ожидании, пока зарегистрируют новые гравитационные волны, теоретики анализировали существующие эффекты с точки зрения разных гравитационных теорий. Ученые сталкиваются со множеством проблем в этом вопросе, и сложность вычислений — одна из них, ведь для этого необходима обработка невероятных объемов данных и емких численных интеграций, в то время как свойства разных областей пространства-времени могут характеризоваться несколькими функциями. Черные дыры описаны «элегантными» уравнениями только в теории Эйнштейна — она, в свою очередь, самая простая и обладает симметричными свойствами (то есть решение для одной точки симметрично решению для другой и может быть определено автоматически). Однако описание черных дыр требует сложных уравнений, целых команд ученых и суперкомпьютеров.

 

Любое уравнение, описывающее объект или феномен, имеет несколько составляющих. Каждая из них отвечает определенному системному параметру и соединяется с основными, относительно стабильными характеристиками, такими как масса или заряд. Эти связи могут быть очень сложными, и специалисты стараются избегать их, разрабатывая предположения или выводя приблизительные значения. Так, ученые из РУДН показали, что решение некоторых «неэйнштейновских» теорий можно найти быстрее. Сравнив ожидаемые и наблюдаемые результаты, они обнаружили, что влияние некоторых составляющих, искажающих «элегантную» симметрию, настолько мало, что ими можно пренебречь. Подтвердить верность описания космического объекта этими упрощенными теориями можно просто — путем введения в уравнение ранней системы характеристик и вычисления его нынешних ожидаемых значений. После получения результата, описывающего его позицию, излучение и другие параметры, его необходимо сравнить с имеющимися данными. Если значения сходятся, упрощенное уравнение считается верным.

 

Астрофизики из РУДН также нашли способ решить еще одну задачу. Так, возможно, пока что не существует настоящей теории гравитации. В таком случае при описании черных дыр теоретикам приходится использовать уравнения, оперирующие параметрами каждой непосредственной теории. Они также требуют сложных вычислений, но новый подход может значительно упростить их.

 

«Результаты нашей работы могут быть полезны не только для изучения процессов в черных дырах, но и для проверки теоретических предсказаний и теории Эйнштейна в общем», — заключает Роман Конопля, один из авторов работы и научный сотрудник Учебно-научного института гравитации и космологии РУДН.

 

Законы, действующие в черных дырах, отличаются от того, что нам известно о классической и квантовой физике. Более того, до сих пор не известно, верно ли мы их понимаем. Изучение черных дыр поможет исследователям зарегистрировать универсальные модели и предсказать судьбу Вселенной.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

10 часов назад
75 минут
Редакция

Наверное, еще с того момента, как первые наши прапрапредки обрели сознание, человек боялся смерти и искал пути ее предотвратить или отсрочить. Древний человек жаждал утешения в представлениях о загробном мире, позже алхимики пытались изобрести зелья, которые помогли бы достичь бессмертия. С развитием науки ученые стремились понять, как работает наша смертность на клеточном уровне и еще глубже – и можно ли серьезно изменить отмеренный человеку век. Именно о теломерах часто говорят как о некоем секрете долголетия, том самом волшебном рычаге в ДНК, который может прибавить один-два десятка лет к нашей жизни. Так ли это?

26 февраля
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

10 часов назад
75 минут
Редакция

Наверное, еще с того момента, как первые наши прапрапредки обрели сознание, человек боялся смерти и искал пути ее предотвратить или отсрочить. Древний человек жаждал утешения в представлениях о загробном мире, позже алхимики пытались изобрести зелья, которые помогли бы достичь бессмертия. С развитием науки ученые стремились понять, как работает наша смертность на клеточном уровне и еще глубже – и можно ли серьезно изменить отмеренный человеку век. Именно о теломерах часто говорят как о некоем секрете долголетия, том самом волшебном рычаге в ДНК, который может прибавить один-два десятка лет к нашей жизни. Так ли это?

26 февраля
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

2 февраля
44 минуты
Александр Березин

В научном журнале The Lancet появились итоги клинических испытаний «Спутника-V», и на первый взгляд эта публикация — триумф. Российская вакцина показала эффективность выше, чем у Pfizer и Moderna. Увы, на этом хорошие новости закончились. Плохих две.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

[miniorange_social_login]

Комментарии

5 Комментариев

Илья
16.09.2018
-
0
+
Черные дыры (ЧД) - это все звезды, в том числе и наше Солнце. Версия эта появилась из странностей температурного режима Солнца. Поскольку всем известно, что температура поверхности Солнца приблизительно 5778 К, а температура короны приблизительно ~1 500 000 К, то сразу напрашивается логический вывод, что источником тепла Солнце не является, а источником тепла является, что-то более мощное и более объемное чем Солнце. И это может быть ЧД, которая пытается прорваться в нашу Вселенную через электромагнитную защиту Солнца, а тепло и есть один из многих результатов их борьбы. Ну, а если предположить, что наш энергетический мир разноуровневый и фрактальный. То принцип подобия можно экстраполировать и на обычные планеты, и спутники нашей ВРЭС. Получается, что все звезды и планеты нашей систему полые и эта полость является порталом в параллельные миры. А наша Вселенная по принципу подобия и есть такая полость одной из звезд высшего фрактала высшей Вселенной, знаете, такая вселенская матрёшка. Ну, а там, где можно реально наблюдать эффект ЧД, значит, там идёт выход энергии в высшую Вселенную, Солнцем , которой является наша Вселенная.
dolbnya_nik @mail.ru
01.09.2018
-
0
+
Долбня Н. Печально читать сообщения о результатах исследований современных астрофизиков. Это сообщение - тоже. В статьях самых крутых астрофизиков можно прочесть вроде того, что и в этой: "Однако описание черных дыр требует сложных уравнений, целых команд ученых и суперкомпьютеров". А ведь "элита" науки вешает нам лапшу на уши. Физика в тупике. Поэтому фонтанирует бред. Зачем эти команды, зачем эти суперкомпьютеры, если вся эта армия физиков понятия не имеет, что все они живут в самой настоящей черной дыре открытого вида (переменной плотности), а протон является черной дырой закрытого вида. Или, что гравитационная постоянная вовсе не постоянная, а текущая . Она увеличивается с увеличением размеров Вселенной. Наши исследования показали, что размеры и массы черных дыр при взрыве сверхновых формирует гравитация. Размеры и масса таких дыр в конкретное время являются стандартными. Наприменр, в наше время – этот радиус равен 3,5*10(4) м, а масса 4,5*10(31) кг. Коэффициент космологической гравитации (G=8п с2Rэф/Mэф) при раздвижении Эфира является переменным, значит массы черных дыр в сверхновых с возрастом Вселенной уменьшаются.
GSamolov
28.08.2018
-
0
+
Глупый ты, Имперский...время не существует...секунда-не время. Читай МД АФС. И пространства нет, а есть пустота..и ряби нет, а есть банды шарлатанов..и дураки..планета дураков.
ulogin_vkontakte_463057793
26.08.2018
-
0
+
Рябь в пространстве-времени. В пространстве да. Но что такое время никто до сих пор толком не объяснил. Это величина придуманная и характеризует именно изменения пространства и материи относительно чего либо. Время этих изменений может быть либо длительным либо коротким. Т.е. для каждой материи существует свой отрезок изменений не зависящий от каких либо временных констант. Если рассматривать влияние гипермассы на пространство, то перед физиками должен стоять вопрос - почему черная дыра проваливаясь и искажая пространство его не схлопывает! Формируя капсулу.
ulogin_facebook_123137031937597
23.08.2018
-
0
+
дырки в ткани мироздания , полученные при накоплении массы превышающей дозволенной на плоскости физической реальности пространства .Можно закрывать при помощи двух электродов и электрической дуги . Но вредно .
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: