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. Các nhà thiên văn học với Laser (LIGO) đã thu được tín hiệu trực tiếp đầu tiên của loại sóng này từ sự kiện hợp nhất giữa hai lỗ đen.
Tuy nhiên, LIGO chỉ có thể phát hiện sóng hấp dẫn do các cặp lỗ đen nhỏ có khối lượng bằng nhau gây ra. Điều này đặt ra một thách thức khi mô phỏng các sự kiện va chạm lỗ đen thị sai cao, vì nó đòi hỏi một loạt các tính toán chính xác cao ở nhiều độ phân giải lưới. Trong quá khứ, tỷ lệ chất lượng lớn nhất trong lịch sử là 16: 1: 1. Việc mô phỏng sóng hấp dẫn đã tạo ra các lỗ đen có kích thước tương tự. Nhiếp 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 Viện Công nghệ Rochester (RIT), 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 của máy tính 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 thích ứng” để có được mô hình chính xác về động lực học của lỗ đen. thời gian. Điều này liên quan đến việc đặt lỗ đen, khoảng cách giữa lỗ đen và người quan sát trên lưới, và điều chỉnh khu vực lưới nếu cần để có thêm thông tin chi tiết. — Sau 7 tháng chạy trên siêu máy tính Frontera, nhóm nghiên cứu cuối cùng đã hoàn thành mô phỏng. Nó không chỉ hiển thị các 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. – Mô phỏng sự hợp nhất của hai lỗ đen với tỷ lệ khối lượng 128: 1. Video: Carlos Lousto / RIT .—— “Cặp lỗ đen di chuyển với tốc độ cao hơn tốc độ mà chúng ta biết trước đây. Chúng di chuyển với tốc độ 5.000 km / giây Lousto mô tả trong báo cáo với tốc độ quay, có thể bay đi “lang thang trong thiên hà vào không gian”.
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 vòng quay khác nhau và Cấu hình, sẽ ảnh hưởng đến mong muốn của Lusto trong việc giải quyết biên độ và tần số của sóng hấp dẫn hơn 11 lần để có được bộ “mô hình” đầu tiên. Có thể mất nhiều thập kỷ để xác nhận Lousto thông qua các thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu của họ, nhưng không thể che giấu công việc của họ là một thành tựu tính toán, đã góp phần vào sự phát triển của vật lý thiên văn. Phương pháp mô phỏng mới cũng sẽ giúp ích cho việc thiết kế máy dò sóng trọng lực trong các sứ mệnh tương lai.
Doãn Dương (theo vật lý)
No comment yet, add your voice below!