超级计算机可视化模拟了正电子在旋转黑洞附近的行为特征_外星探索

编辑:济南新闻广播网
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发布时间:2019-02-11 18:03:02
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超级计算机可视化仿照了正电子在旋转黑洞附近的行为特征超级计算机可视化仿照了正电子在旋转黑洞附近的行为特征

北京时间2月11日消息,据国外媒体报道,黑洞具有非常强的引力,以至于任何事物,甚至包括光,一旦离得太近都无法逃脱绑缚。但是,科学家最新研讨指出,亚原子微粒可以逃离黑洞。

当黑洞吞噬周围物质的时分,也会喷射出包括正负电子的高能等离子体喷流。就在这些走运微粒抵达黑洞视界之前,它们初步加速。它们速度靠近光速,从黑洞视界反弹出去,或许沿着黑洞旋转轴向外抛出。

这些数量巨大且健壮的粒子流被称为“相对射流”,它们开释的光线,我们可以运用望远镜进行观测。尽管天文学家们现已查询这些喷射流几十年时间,但没有人得当知道这些逃逸粒子是怎样获得能量的。在一项最新研讨中,美国加州劳伦斯伯克利国家试验室的研讨人员对该进程有了新的知道。

研讨负责人、伯克利试验室博士后凯尔·帕弗雷(Kyle Parfrey)说:“黑洞旋转的能量是怎样被提取出来构成喷射流的?这个问题现已存在很长时间,是科学界悬而未决的一个疑团。”

伯克利试验室标明,为了揭晓这个疑团,帕弗雷和研讨小组规划了一套超级计算机仿照试验,结合几十年前理论数据供应对等离子体喷流驱动机制的最新见地,然后说明怎样从黑洞超强引力中盗取能量,并推动它远离黑洞。换句话讲,他们研讨了黑洞极点引力怎样能对粒子供应如此多的能量,使它们向外辐射。

这项仿照试验,初度从理论上说明环绕黑洞的电流怎样与磁场曲解结合在一起,构成喷射流,并运用一个单独的理论说明粒子怎样穿越黑洞临界点——工作视界,远距离观测者会观测到黑洞“负能量”,并小看了黑洞整体旋转能量。实际上,黑洞是因为吸入这些“负能量”,而失去了质量。

帕弗雷标明,将这两种理论结合在一起,妄图将一般等离子体物理学与爱因斯坦广义相对论相整合。这项仿照试验不只需考虑粒子加速度和来自相对喷射流的光线,还需要考虑正负电子是怎样开端构成——它们通过高能光子磕碰(例如伽马射线)发作的。这一进程被称为“电子偶发作”,可以将光转化为物质。

哥伦比亚大学理论天体物理学中心研讨科学家罗伯特·佩纳(Robert Penna)说:“最新仿照效果完全不同于之前的仿照试验,也就是说从某种意义上讲是定心可靠的。”他将相关观念的研讨陈述宣告在《物理议论快报》上。

佩纳说:“但是帕弗雷等人发现一些粒子非常幽默,并且具有一起行为特征。例如:他们发现许多粒子的相对能量是负的,就像远离黑洞的观测者所测量的那样。当这些粒子落入黑洞,黑洞总能量就会减少。”

不过还有一个惊喜,帕弗雷的仿照试验标明,有如此多的负能量粒子流入黑洞,它们落入黑洞所吸收的能量与磁场纠缠所吸收的能量恰当,要证明这一猜想还需要进一步研讨分析,但是假设负能量粒子的影响像猜想的那样剧烈,它可能会改动人们对黑洞喷射流辐射光谱的预期。

帕弗雷和研讨伙伴计划进一步改进他们的模型,将仿照效果与“视界望远镜”等天文台的观测数据进行比较,伯克利试验室标明,研讨人员计划扩展仿照规划,其间包括黑洞视界附近的物质流入物质,即吸积流。我们希望对整个问题提出一个更加一起的观念。现在,这项最新研讨陈述宣告在近期出版的《物理议论快报》上。

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