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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Ни один регион на Земле не обладает стопроцентной устойчивостью ко всем возможным глобальным катастрофическим рискам. Тем не менее существует место, имеющее максимальный запас прочности в такой ситуации, — и это Австралия.
Некоторые опасные для здоровья химические вещества продолжают обнаруживать в окружающей среде спустя десятилетия после того, как их использование решили ограничивать. Масштабный обзор европейских данных показал, где именно сохраняются эти загрязнители и насколько массовым было их распространение.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Приблизительно 130 миллионов лет назад, когда по земле бродили динозавры, какое-то млекопитающее пробежало по влажной песчаной дюне на территории современной южной части Бразилии. Размер оставленных этим древним существом следов поразил палеонтологов.
Проблемы с дыханием во время сна могут отражаться не только на самочувствии днем, но и на интимной жизни мужчин. Новый метаанализ показал, что по мере усугубления таких нарушений во сне показатели эректильной функции снижаются.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии