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.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneTímu 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

Kvantové počítače zlomili kľúčový rekord. Nové spojenie zvládne vyše 1 000 previazaní za sekundu

Vedci našli pod vodou záhadné mesto, ktoré môže mať až 40 000 rokov. Prepíše dejiny ľudstva

Zo Slovenska rastie globálny biotech hráč. Jeho technológia môže zmeniť liečbu rakoviny

Už čoskoro vyvrcholí jeden z najnevyspytateľnejších meteorických rojov. Uvidíš ho aj zo Slovenska

Černobyľ po 40 rokoch opäť prekvapil vedcov. Odhalili nečakanú vlastnosť rádioaktívneho paliva
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Rodina 160 rokov potichu budovala potravinárske impérium. Vyrába jedlo, ktoré si Slováci obľúbili

Banky mu nepožičali, na prvú reštauráciu si zarobil v rafinérii. Teraz má majetok 17 miliárd eur

Slovenskí zamestnávatelia vo veľkom naberajú ľudí nad 50 rokov: Vekové stereotypy ustupujú tvrdej realite

Tri fabriky presúvajú výrobu zo Slovenska. Končí sa aj tradícia dlhšia ako 200 rokov

Slováci rozdávali politikom známky ako v škole. Šimkovičová prepadla, prekvapil víťaz
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Predbehla Netflix a rastie ďalej. Slovenská streamovacia služba prilákala 800-tisíc divákov
- Po 40 rokoch sa vrátili do zlatej bane a našli jackpot. Kritický materiál dostanú zbrane budúcnosti
-
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
- Po 40 rokoch sa vrátili do zlatej bane a našli jackpot. Kritický materiál dostanú zbrane budúcnosti
- Energetický prevrat v Európe. Blízko Slovenska leží obrovské ložisko s 43 miliónmi ton vzácnej suroviny
-
- Černobyľ po 40 rokoch opäť prekvapil vedcov. Odhalili nečakanú vlastnosť rádioaktívneho paliva
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Európska jadrová veľmoc ukázala svoju novú zbraň s doletom 9500 km. Letí rýchlosťou až Mach 20
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Rodina 160 rokov potichu budovala potravinárske impérium. Vyrába jedlo, ktoré si Slováci obľúbili

Banky mu nepožičali, na prvú reštauráciu si zarobil v rafinérii. Teraz má majetok 17 miliárd eur

Slovenskí zamestnávatelia vo veľkom naberajú ľudí nad 50 rokov: Vekové stereotypy ustupujú tvrdej realite

Tri fabriky presúvajú výrobu zo Slovenska. Končí sa aj tradícia dlhšia ako 200 rokov

