Vedci vytvorili dokonalý model zrážky čiernych dier. Simulácie trvali 300 000 hodín a odhalili kľúčovú vec
Medzinárodný tím vedcov z Nemecka a Veľkej Británie publikoval v prestížnom žurnále Nature štúdiu, ktorá posúva hranice astrofyziky. Ich cieľom bolo podrobne opísať, čo sa deje, ak sa zrazia dve čierne diery – ako sa správajú, akú energiu vyžarujú a ako sa od seba „odrazia“, ak prejdú tesne vedľa seba.
Tímu sa podarilo vypočítať takzvaný piaty post-Minkowského rád (5PM) pre kľúčové fyzikálne veličiny ako sú rozptylové uhly, množstvo vyžiarenej energie a spätný ráz čiernych dier po ich interakcii.
Jednoduchšie povedané, ide o veľmi presné matematické priblíženie efektov gravitácie medzi extrémne hmotnými objektmi, ktoré sa pohybujú veľkými rýchlosťami. Tento prístup ide nad rámec bežne používaných výpočtov, ktoré predpokladajú pomalý pohyb objektov, a je kľúčový pre presné modelovanie gravitačných vĺn vznikajúcich pri kolíziách čiernych dier. Na tému v tlačovej správe upozornil portál Phys.
Kedysi len teória, dnes realita
Zvlášť prekvapivým výsledkom výskumu je objavenie tzv. Calabi-Yau trojrozmerných variet v samotných výpočtoch. Ide o zložité geometrické objekty, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu v teórii strún, ktoré sa doposiaľ považovali za čisto matematické, bez priamej väzby na fyzickú realitu.
Nový výskum však ukazuje, že tieto geometrie prirodzene vznikajú pri modelovaní energie vyžiarenej pri zrážke čiernych dier aj pri výpočte ich spätného rázu. Podľa vedca Benjamina Sauera to výrazne prehlbuje chápanie vzťahu medzi čistou matematikou a fyzikou.
„Výskyt Calabi-Yau štruktúr prehlbuje naše pochopenie prepojenia medzi matematikou a fyzikou. Tieto poznatky ovplyvnia budúcnosť gravitačnej astronómie tým, že zlepšia modely, ktoré používame pri spracovaní pozorovacích dát,“ uviedol.
Státisíce hodín a špecializovaný softvér
Aby bolo možné takto detailné výpočty zrealizovať, tím vedcov využil viac ako 300 000 jadrových hodín (ide o množstvo času, počas ktorého je jeden výpočtový procesor (jadro) plne zaťažený výpočtom) na superpočítači Zuse Institute v Berlíne.
Tento čas predstavuje extrémne náročné numerické výpočty, pri ktorých sa riešili zložité rovnice opisujúce ako čierne diery interagujú. Použitý bol aj špecializovaný softvér KIRA, pôvodne vyvinutý pre potreby časticovej fyziky.
V praxi to znamená, že riešenie rovníc opisujúcich gravitačnú interakciu medzi čiernymi dierami si vyžiadalo extrémne množstvo výpočtového výkonu.
„Rýchla dostupnosť výpočtových zdrojov bola rozhodujúca,“ potvrdzuje Mathias Driesse, ktorý viedol výpočtovú časť projektu. „Bez tejto kapacity by riešenie rovníc v požadovanej presnosti jednoducho nebolo možné.“
Ako uzatvára profesor Plefka: „Tento prelom ukazuje, že interdisciplinárne úsilie – od čistej matematiky cez teoretickú fyziku až po výpočtové metódy – dokáže prekonať výzvy, ktoré sa ešte nedávno zdali neriešiteľné.“
Výsledky štúdie majú potenciál zmeniť spôsob, akým modelujeme gravitačné vlny, a zároveň ukazujú, že aj najabstraktnejšia matematika môže mať konkrétny význam vo fyzikálnom svete.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Deje sa to len raz za 11 000 rokov. K Slnku sa blíži záhadná planéta a vedci musia konať rýchlo
Neverili vlastným očiam: Vedci v horách našli záhadné ruiny stratenej civilizácie
Vedci našli skrytý trik, ako obnoviť zrak. Takéto niečo by ti nikdy nenapadlo
Stáročia stará záhada má jasnú odpoveď. Vo vnútri Mesiaca našli veľké prekvapenie
NASA utratila 23 miliárd dolárov za raketu, ktorá sa rozpadla na kúsky. Trump chce celý projekt zrušiť
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Veľká zmena počasia sa blíži: Na Slovensko mieria prvé zrážky po týždňoch sucha, hlásia experti
Kremeľ túži po veľkom víťazstve. K frontu sťahuje armádu väčšiu než väčšina krajských miest
Elitného exšéfa tímu NAKA zadržala inšpekcia. Jeho obvinenie má súvisieť s Ficom
Matematička a fyzik z Košíc vytvorili revolučné riešenie: „Máme technológiu s globálnym potenciálom“
Na poľských hraniciach sa šíri chaos. Samozvané „občianske hliadky“ bez právomocí kontrolujú autá
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Stáročia stará záhada má jasnú odpoveď. Vo vnútri Mesiaca našli veľké prekvapenie
- Vedci našli skrytý trik, ako obnoviť zrak. Takéto niečo by ti nikdy nenapadlo
- Zničil rebríčky sledovanosti. Pokračovanie filmového fenoménu z Netflixu sa predstavuje v prvej ukážke
- Celý život triedila plasty. Žena neverila vlastným očiam, keď pomocou AirTagu zistila, kde končia
- Ľudstvo zabije nová doba ľadová. Tvorcovia Marťana ukázali svoj nový film
-
- Stáročia stará záhada má jasnú odpoveď. Vo vnútri Mesiaca našli veľké prekvapenie
- Nový čínsky motor prežil test, ktorý láme fyzikálne zákony. Využíva pohon ako z iného sveta
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Vedci našli skrytý trik, ako obnoviť zrak. Takéto niečo by ti nikdy nenapadlo
- Ani fúzia sa jej nevyrovná. Vedci našli alternatívu, ktorá nám dá neobmedzenú energiu
-
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Ak zaútočia, pocítia fatálny úder. USA poslali do Európy tisíce vojakov a najsmrtiacejšiu flotilu sveta
- Majú voňať, namiesto toho nám ničia pľúca. Vedci varujú pred tichým zabijakom ovzdušia v dome
- Horúčavy už nebudú problém. Objavili prelomový spôsob, ako za pár centov vychladíš celú domácnosť
- Vedci zachytili silný rádiový signál z vesmíru. Odpoveď šokovala každého
Rusko chce ovládnuť čínsky trh s kľúčovou surovinou, Indii ponúka „oceľové srdce“
Na Slovensku môžeme závidieť. U našich susedov spustili vo vlakoch testovanie Starlinku
Veľká zmena v slovenskej energetike: ZSE a VSE sa spojili, vzniká nová éra
Pre Teslu to už nemôže byť horšie. Na kľúčových európskych trhoch sa prepadla až o 60 %
Trump má vážny problém. Iránski hackeri hrozia, že zverejnia 100 GB dát e-mailov „jeho ľudí“
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP