Credit: (c) NASA/JPL-Caltech/DSS
Credit: (c) NASA/JPL-Caltech/DSS

Problém tří těles – a co když jde o černé díry

Problém tří těles nemá obecné analytické řešení.

Arend Moerman z nizozemské Leiden University obhájil svou diplomovou práci o simulaci chaotických interakcí tří černých děr. Simulace, které provedl společně s vědci z Leidenu a Oxfordu, ukazují, že lehčí černé díry mají tendenci se vzájemně vystřelovat do vesmíru, zatímco těžší se budou slučovat.
Problém tří těles nemá obecné analytické řešení, postupuje se obvykle numericky. Také v tomto případě zahrnoval postup simulaci, co se stane v nejbližším okamžiku, a tato data se pak použila jako vstupní do další iterace.
Příslušný simulační program použili již dříve Tjarda Boekholt (University of Oxford) a Simon Portegies Zwart (Leiden Observatory, Leiden University). Nový, rozšířený kód zohledňuje ale navíc i Einsteinovu teorii relativity. To je důležité, protože v případě těžkých objektů, jako jsou černé díry, se už výsledky spočítané podle newtonovské a relativistické fyziky mohou podstatněji lišit.
Autoři v nové studii postupně u tří interagujících černých děr měnili jejich hmotnosti. Začali s hmotností jednoho Slunce a pokračovali až k hmotnosti miliardy Sluncí. Kolem 10 milionů hmotností Slunce se objevil bod zlomu. V simulacích se černé díry, které jsou lehčí než přibližně 10 milionů Sluncí, většinou vzájemně vystřelily prostřednictvím gravitačního praku. Černé díry těžší se naopak mají tendenci spojovat (ne najednou: nejprve 2, 3. později). Děje se tak v důsledku poklesu jejich kinetické energie, která se přeměňuje na vyzařované gravitační vlny.
Popsaný mechanismus snad také ukazuje, jak/proč vlastně těžké až supertěžké černé díry dále rostou – mají čím dál větší pravděpodobnost spolu dále fúzovat.

Tjarda C. N. Boekholt et al, Relativistic Pythagorean three-body problem, Physical Review D (2021). DOI: 10.1103/PhysRevD.104.083020
Zdroj: Netherlands Research School for Astronomy / Phys.org

Přiměli sůl, aby kolem kapaliny vytvářela kuličku

Vědci vyvinuli techniku, díky níž mohou spontánně uzavřít mikroskopické kapičky vodní a olejové emulze do …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close