Nhà khoa học Albert Einstein đã tiên đoán về sự tồn tại của sóng xung kích dựa trên thuyết tương đối rộng vào năm 1916, nhưng với sự trợ giúp của Đài quan sát giao thoa kế sóng hấp dẫn, phải mất cả thế kỷ. Laser (LIGO), các nhà thiên văn học vừa thu được tín hiệu trực tiếp đầu tiên của loại sóng này từ một sự kiện hợp nhất giữa hai lỗ đen.
Tuy nhiên, LIGO chỉ có thể phát hiện ra sóng hấp dẫn do các cặp lỗ đen nhỏ có khối lượng bằng nhau gây ra. Điều này đặt ra một thách thức trong việc mô phỏng các sự kiện va chạm lỗ đen thị sai cao, vì nó đòi hỏi một loạt các phép tính chính xác cao ở các độ phân giải lưới khác nhau. Trước đây, tỷ lệ khối lượng tối đa là 16: 1.
Mô phỏng sóng hấp dẫn dẫn đến các lỗ đen có kích thước tương tự. Ảnh: Caltech.
Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Physical Review Letters vào tháng 11, Carlos Lusto, giáo sư toán học tại Học viện Công nghệ Rochester (RIT) ở Hoa Kỳ, đã công bố công trình tiên phong của mình. Tỷ lệ khối lượng của hai lỗ đen cao tới 128: 1, nhiều hơn nhiều so với kỷ lục cũ.
Để khắc phục những hạn chế về tính toán truyền thống, Lousto và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng siêu máy tính Frontera tại Trung tâm Máy tính Tiên tiến Texas (TACC). Trường Đại Học Texas. Đây là siêu máy tính nhanh nhất trong trường đại học và là siêu máy tính lớn thứ tám trên thế giới.
Giống như nhiều mô hình máy tính trong các lĩnh vực khác, nhóm của Lousto cũng sử dụng một phương pháp gọi là “sàng lọc lưới thích ứng” để có được mô hình chính xác về động lực tương tác màu đen. hố. Điều này liên quan đến việc đặt lỗ đen, khoảng trống giữa lỗ đen và người quan sát trên lưới, và tinh chỉnh khu vực lưới để có thêm thông tin chi tiết nếu cần.
Sau 7 tháng chạy trên siêu máy tính Frontera, nhóm nghiên cứu cuối cùng đã hoàn thành mô phỏng. Họ không chỉ cho thấy sóng hấp dẫn trong sự kiện nhiệt hạch, mà còn ước tính tốc độ quay và độ giật của lỗ đen, cũng như khối lượng cuối cùng sau khi hợp nhất. Tỷ lệ khối lượng là 128: 1. Video: Carlos Lousto / RIT .—— “Cặp lỗ đen này di chuyển nhanh hơn nhiều so với những gì chúng ta biết trước đây. Chúng quay với tốc độ 5.000 km mỗi giây và có thể được mô tả bởi Lausto trong báo cáo .– –Nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng kết quả của nghiên cứu này không phải là mô hình duy nhất, các lỗ đen có thể có nhiều spin và cấu hình khác nhau. Lousto hy vọng sẽ giải được biên độ và tần số của sóng hấp dẫn hơn 11 lần để có được tập hợp đầu tiên “Mô hình.” “Có thể mất nhiều thập kỷ để thực nghiệm xác nhận kết quả nghiên cứu của Lousto, nhưng không giấu giếm rằng công trình của họ là một thành tựu tính toán, đã góp phần vào sự phát triển của vật lý thiên văn. Công nghệ mô phỏng mới cũng sẽ giúp ích cho việc thiết kế máy dò sóng trọng lực. Lập kế hoạch cho các nhiệm vụ trong tương lai.
Duẩn (theo vật lý)
No comment yet, add your voice below!