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科技日报北京6月9日电 (实习记者胡定坤) 由来自美国西北大学、英国牛津大学和荷兰阿姆斯特丹大学的天体物理学家组成的世界团队,联合进行了迄今为止分辨率最高的黑洞模仿,解开了困扰全球地理学家40年的“巴丁-佩特森效应”谜题。相关效果近来宣布在地理学世界威望期刊《英国皇家地理学会月刊》上。

吸积盘是黑洞在吸入气体、尘土和空间碎片等物质时,在其周围构成的十分亮堂的超加快粒子搅动团。1975年,诺贝尔奖获得者、物理学家约翰·巴丁和天体物理学家雅各布斯·佩特森提出“巴丁-佩特森效应”,即旋转的黑洞会使歪斜的吸积盘内部区域与黑洞的赤道面对齐。

数十年来,因为模仿算法和核算机硬件功能的约束,还没有任何一个模型可以准确解说这一现象。

研讨团队凭借美国国家科学基金会部属的Blue Waters超级核算机进行数值核算,运用图形处理器(GPU)处理核算发生的很多数据,选用自适应网格优化的算法进步模仿的分辨率,具体仿真了高度与半径之比为0.03的吸积盘与黑洞的相互效果。

模仿成果显现,吸积盘的内部和外部区域经过滑润的曲面衔接,尽管其外部区域坚持歪斜,但内部与黑洞赤道面对齐。此外,研讨团队成功将磁湍流归入模仿之中。磁湍流因不同粒子在吸积盘内以不同的速度搅动发生,正是其发挥“阻力”效果使物质终究进入黑洞,在此之前的模仿一般只能将其简化假设为“额定摩擦力”。

高分辨率模仿对黑洞研讨有多重要?研讨团队负责人之一、西北大学副教授切赫霍夫斯基解说说,黑洞周围的细节或许看起来很小,但其影响着黑洞的旋转速度,然后影响黑洞对整个星系的效果。

论文榜首作者、阿姆斯特丹大学研讨员马修·里斯卡表明,这一模仿不只处理了一个40年前的问题,并且证明了在彻底广义相对论中模仿吸积盘是可行的,这为下一代模仿铺平了路途。

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