Künstlerische Vision des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs.
Die Astrophysiker der PFU (Peoples 'Friendship University of Russia) schlugen einen Ansatz vor, um die Berechnung der beobachteten Effekte in der Nähe von Schwarzen Löchern zu vereinfachen, auf den der mathematische Apparat von Einsteins klassischer Relativitätstheorie nicht zurückgreift. Die allgemeine Relativitätstheorie besagt, dass die Bewegung eines massiven Körpers zum Auftreten von Raum-Zeit-Wellen (Gravitationswellen) führt. Zum ersten Mal konnten sie sich 2015 registrieren. Gravitationswellen sind ein Echo des Zusammenflusses von massiven Gravitationsobjekten wie Schwarzen Löchern. In diesen Bereichen ist die Schwerkraft so stark, dass selbst das Licht nicht entweichen kann.
Die Entdeckung der Gravitationswellen zwang die Wissenschaftler, die alten Theorien zur Erklärung der Struktur und der Eigenschaften von Schwarzen Löchern zu überarbeiten und neue zu entwickeln. In einigen Fällen erwiesen sich die Einstein-Gleichungen als fehlerhaft. Bei dem Versuch, eine Reihe grundlegender Fragen (Dunkle Materie, Dunkle Energie und Quantengravitation) zu verstehen, sind mehrere verallgemeinerte Theorien aufgetaucht.
In Erwartung neuer Beobachtungen von Gravitationswellen analysierten Theoretiker bestehende Effekte aus der Position verschiedener Gravitationstheorien. Gleichzeitig traten Probleme auf, von denen eines in der Komplexität der Berechnungen liegt - ein riesiges Datenfeld und umfangreiche numerische Integrationen müssen verarbeitet werden. Zusätzlich können die Eigenschaften verschiedener Teile der Raumzeit durch verschiedene Funktionen beschrieben werden. Schwarze Löcher werden nur in Einsteins Theorie durch elegante Gleichungen beschrieben - sie sind einfach und weisen bestimmte symmetrische Merkmale auf. Die Eigenschaften von Schwarzen Löchern erfordern jedoch komplexe Gleichungen, große Teams und Supercomputer. In jeder Gleichung gibt es mehrere Mitglieder. Jeder von ihnen ist für einen bestimmten Systemparameter verantwortlich und ist mit den wichtigsten relativ stabilen Eigenschaften verbunden. Diese Beziehungen können sehr komplex sein, daher versuchen Experten, sie durch Annahmen und Annäherungen zu vermeiden.
In der neuen Arbeit haben die Wissenschaftler von RUDN gezeigt, dass der Prozess der Lösung einiger Nicht-Einstein-Theorien vereinfacht werden kann. Beim Vergleich der erwarteten und beobachteten Ergebnisse wurde festgestellt, dass die Auswirkungen einiger Elemente, die die elegante Symmetrie verzerren, so gering sind, dass sie vernachlässigt werden können. Nachdem das Ergebnis erhalten wurde, das die Position des Objekts beschreibt, wird es mit den physikalischen Daten verglichen. Wenn die Werte ähnlich sind, wird die vereinfachte Gleichung als korrekt angesehen.
Die Astrophysiker der RUDN-Universität haben einen Weg aufgezeigt, um ein anderes Problem zu lösen. Vielleicht fehlt uns die wahre Theorie der Schwerkraft. Bei der Beschreibung von Schwarzen Löchern sollten Theoretiker dann Gleichungen verwenden, die die Parameter der jeweiligen Theorie berücksichtigen. All dies erfordert komplexe Berechnungen, die jedoch durch den neuen Ansatz erheblich vereinfacht werden. Es ist wichtig zu verstehen, dass die Gesetze, die für Schwarze Löcher gelten, sich von der klassischen oder der Quantenphysik unterscheiden. Außerdem ist immer noch nicht klar, ob wir sie richtig verstehen. Das Studium der Schwarzen Löcher wird die universellen Entwicklungsmuster aufdecken und das Schicksal des Universums vorhersagen.
