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
Vedci po rokoch dešifrovali záhadné signály z vesmíru. Skrývali niečo, čo doteraz považovali za nemožné
Odveká záhada Stonehenge môže byť vyriešená. Vedci sú na stope úplne novej teórii
Vedci zlomili zákony biológie. Vytvorili umelú bunku, ktorá sa hýbe ako živá
Odmietajú očkovanie, no účinkom vakcíny sa aj tak nevyhnú. Vedci vytreli zrak popleteným Slovákom
NASA musí vypínať satelity, vedci tomu nerozumejú. V magnetickom poli Zeme sa deje niečo čudné
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Elon Musk „vypol“ Starlink počas veľkej ukrajinskej ofenzívy proti Rusku, odhalila investigatíva
Parkinson zrejme nezačína v mozgu. Vedci objavili prekvapivý orgán, kde sa choroba môže spustiť
Skupina Slovákov má nárok na týždeň voľna navyše. Mnohí o tom netušia, tieto podmienky musíš splniť
Zabudni na diétu a hladovanie. Jednoduchý trik od expertov pomáha predchádzať priberaniu a výkyvom energie
KVÍZ: 90 % Slovákov netuší, koľkokrát bol Fico premiérom. Dokáž, že si správny národniar a poznáš historické míľniky
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Nemci môžu spasiť Európu. Prišli na geniálny spôsob, ako „vyťažiť“ nedostatkovú surovinu budúcnosti
- Najprekliatejší film histórie? Tragédia, pri ktorej zomreli dve deti a hercovi odťalo hlavu, šokuje dodnes
- Slováci sa zamilovali. Tieto pneumatiky sú absolútnym hitom, vodiči rozmýšľajú logicky
- Európa má konečne plán. Našla svoju tajnú zbraň, Nórsko a Grónsko nám pomôžu k sebestačnosti
- Nasadili vrták s extrémnym výkonom. Čína buduje najväčší tunel sveta, razí ho rekordnou rýchlosťou
-
- Slováci sa zamilovali. Tieto pneumatiky sú absolútnym hitom, vodiči rozmýšľajú logicky
- Európa má konečne plán. Našla svoju tajnú zbraň, Nórsko a Grónsko nám pomôžu k sebestačnosti
- Nasadili vrták s extrémnym výkonom. Čína buduje najväčší tunel sveta, razí ho rekordnou rýchlosťou
- Najprekliatejší film histórie? Tragédia, pri ktorej zomreli dve deti a hercovi odťalo hlavu, šokuje dodnes
- Staroveký sen alchymikov sa stane realitou v 21. storočí. Firma chce vyrábať zlato z neuveriteľného prvku
-
- Prekvapivé zistenia vedcov: Obľúbený nápoj Slovákov obsahuje neviditeľnú hrozbu, o ktorej sme doteraz netušili
- Rusko vyľakalo celý Západ. Multifunkčnou superzbraňou chce dobyť prekvapivú časť sveta
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Elektrický Volkswagen prešiel 160 000 kilometrov. To, čo sa stalo s jeho batériou, prekvapilo odborníkov
- Európska únia opäť zaťala do živého. Chystá návrh, ktorý prinúti časť ľudí kupovať len elektromobily
Európska raketa, ktorá bude strážiť Zem, vyletela do kozmu. Jej misia je kľúčová pre budúcnosť planéty
Slovensko čaká solárny megaprojekt. Chcú postaviť obrovské elektrárne, majú dodať energiu tisícom domácností
Predaj elektromobilov vo svete prudko stúpol. Čína vedie elektrické preteky, Európa naberá dych
Zelenskyj oznámil prekvapivý plán. Ukrajina chce produkovať tieto zariadenia ako na bežiacom páse
Slováci stále platia zbytočné poplatky. Tento trik od banky ti ušetrí peniaze na dovolenke
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP