Tín dụng hình ảnh: JHU
Trong hơn 30 năm, các nhà vật lý thiên văn đã tin rằng các lỗ đen có thể nuốt chửng vật chất gần đó và giải phóng một lượng năng lượng cực lớn. Tuy nhiên, cho đến gần đây, các cơ chế đưa vật chất gần với lỗ đen vẫn chưa được hiểu rõ, khiến các nhà nghiên cứu bối rối về nhiều chi tiết của quy trình.
Tuy nhiên, bây giờ, các mô phỏng máy tính về các lỗ đen được phát triển bởi các nhà nghiên cứu, bao gồm cả hai tại Đại học Johns Hopkins, đang trả lời một số câu hỏi đó và thách thức nhiều giả định thường gặp về bản chất của hiện tượng bí ẩn này.
Chỉ có gần đây có thành viên của nhóm nghiên cứu? John Hawley và Jean-Pierre De Villiers, cả hai trường Đại học Virginia? Julian Krolik, giáo sư tại Khoa Vật lý và Thiên văn học Henry A. Rowland tại Johns Hopkins, và cho biết, đã tạo ra một chương trình máy tính đủ mạnh để theo dõi tất cả các yếu tố bồi tụ vào các lỗ đen, từ nhiễu loạn và từ trường đến trọng lực tương đối. -trưởng nhóm nghiên cứu. Những chương trình này đang mở ra một cửa sổ mới về câu chuyện phức tạp về việc vật chất rơi vào hố đen, lần đầu tiên tiết lộ từ trường bị rối và lực hấp dẫn của Einstein kết hợp với nhau như thế nào để tạo ra một luồng năng lượng cuối cùng từ vật chất bị giam cầm vô hạn trong một màu đen hố."
Gần với hố đen bên ngoài, nơi mô tả trọng lực của Newton bị phá vỡ, các quỹ đạo thông thường không còn có thể. Tại thời điểm đó ? hoặc vì vậy nó đã được tưởng tượng trong ba thập kỷ qua? vật chất lao nhanh, nhẹ nhàng và lặng lẽ vào lỗ đen. Cuối cùng, theo bức tranh thịnh hành, lỗ đen? ngoại trừ việc gây ra lực hấp dẫn của nó? là một người thụ động của quyên góp hàng loạt.
Nhóm tính toán thực tế đầu tiên về vật chất rơi vào hố đen đã mâu thuẫn mạnh mẽ với nhiều kỳ vọng này. Họ cho thấy, ví dụ, cuộc sống trong vùng lân cận của hố đen là bất cứ điều gì ngoài sự bình tĩnh và yên tĩnh. Thay vào đó, các hiệu ứng tương đối tính buộc vật chất lao vào bên trong sẽ phóng đại các chuyển động ngẫu nhiên trong chất lỏng để tạo ra sự xáo trộn dữ dội về mật độ, vận tốc và cường độ từ trường, đẩy sóng vật chất và từ trường tới và lui. Bạo lực này có thể có những hậu quả có thể quan sát được, theo đồng trưởng nhóm nghiên cứu Hawley.
Giống như bất kỳ chất lỏng nào đã được khuấy động thành hỗn loạn, vật chất ngay lập tức bên ngoài rìa của lỗ đen được làm nóng. Nhiệt tăng thêm này tạo ra ánh sáng bổ sung mà các nhà thiên văn học trên Trái đất có thể nhìn thấy, Hawley nói. Một trong những đặc điểm nổi bật của các lỗ đen là sản lượng ánh sáng của chúng khác nhau.
Mặc dù điều này đã được biết đến hơn 30 năm, nhưng cho đến nay vẫn chưa thể nghiên cứu nguồn gốc của các biến thể này. Các biến thể bạo lực trong sưởi ấm? bây giờ được coi là sản phẩm phụ tự nhiên của lực từ gần lỗ đen? đưa ra một lời giải thích tự nhiên cho các lỗ đen, độ sáng luôn thay đổi.
Một trong những đặc tính nổi bật nhất của lỗ đen là khả năng trục xuất các tia nước ở gần tốc độ ánh sáng. Mặc dù từ lâu người ta đã dự đoán rằng từ trường rất quan trọng đối với quá trình này, nhưng các mô phỏng mới nhất lần đầu tiên cho thấy một trường có thể bị trục xuất khỏi khí tích tụ để tạo ra một máy bay phản lực như vậy.
Có lẽ kết quả đáng ngạc nhiên nhất của nhóm mô phỏng máy tính mới là các từ trường mang gần một lỗ đen quay cũng kết hợp với lỗ xoay Quay để vật chất quay quanh xa hơn, giống như cách mà một bộ truyền động xe hơi kết nối động cơ quay của nó với trục. Nói Krolik, Sinh Nếu một lỗ đen được sinh ra quay cực kỳ nhanh, thì tàu hỏa của nó có thể mạnh đến nỗi việc bắt giữ khối lượng bổ sung của nó khiến cho vòng quay của nó chậm lại. Việc bồi đắp khối lượng sau đó sẽ đóng vai trò là một thống đốc ,, Gây thi hành giới hạn tốc độ vũ trụ trên các vòng quay của lỗ đen.
Theo Krolik, thống đốc của người Hồi giáo có thể có ý nghĩa mạnh mẽ đối với nhiều đặc tính nổi bật nhất của hố đen. Krolik cho biết, người ta cho rằng sức mạnh của máy bay phản lực lỗ đen có liên quan đến độ xoáy của nó, do đó, giới hạn tốc độ quay của người Viking có thể xác định cường độ đặc trưng cho máy bay phản lực, Krolik nói.
Được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia, nghiên cứu này đang được công bố trong một loạt bốn bài báo trên Tạp chí Vật lý thiên văn. ((De Villiers et al 2003, ApJ 599, 1238; Hirose et al. 2004, ApJ 606, 1083; De Villiers et al. ApJ 620, 879; Krolik et al. tại Trung tâm siêu máy tính San Diego do NSF hỗ trợ. Nhóm nghiên cứu cũng bao gồm Shigenobu Hirose, cũng của Johns Hopkins.
Nguồn gốc: JHU News Release
