İnqrid Fadelli , Phys.org tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

“Qara Dəlik Meyillərdən/Gəzən və Sıxan Məkandan və/Xaotik Təklikdən Yaranır” və “Qara Dəliklər Orbitində Fırlanarkən Toqquşur:/Spirallaşan Burulğanlar/Cazibə Dalğalarına Morf” şeirlərinə müşayiət olunan rəsm. Müəllif: Lia Halloran, 2023

İlk dəfə Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsində təsvir edilən fəza-zaman anlayışı o vaxtdan bəri dünyanın bir çox fizikləri tərəfindən geniş şəkildə öyrənilmişdir. Fəza-zaman riyazi olaraq fiziki hadisələrin baş verdiyi və üçölçülü (3D) fəzanı birölçülü (1D) zamanla birləşdirən dördölçülü (4D) kontinuum kimi təsvir olunur.

Bu 4D kontinuumun Eynşteynin sahə tənlikləri ilə idarə olunan mürəkkəb və mürəkkəb qanunauyğunluqlara uyğun olaraq davamlı olaraq inkişaf etdiyi məlumdur; maddə və enerjinin fəza-zamana necə təsir etdiyini təsvir edən riyazi tənliklər. Müxtəlif keçmiş nəzəri tədqiqatlar fəza-zamanın təkamülünü araşdırsa da, onun təkamülü zamanı davam edən qanunauyğunluqları müəyyən etmək indiyə qədər çətin olub.

Çilidəki Adolfo İbanez Universiteti və Kolumbiya Universitetinin tədqiqatçıları, mürəkkəb materiallarda elektrik və maqnit sahələrinin davranışını öyrənən fizika sahəsi olan qeyri-xətti elektrodinamikaya əsaslanan ideyalardan istifadə edərək fəza-zamanın təkamülünü araşdırmağa başladılar.

Onların “Physical Review Letters” jurnalında dərc olunmuş məqaləsi qara dəliklər, cazibə dalğaları və kainatın təkamülü də daxil olmaqla müxtəlif kosmoloji hadisələrin nəzəri anlaşılmasını potensial olaraq yaxşılaşdıra biləcək yeni bir perspektiv təklif edir.

Məqalənin həmmüəllifi Felipe A. Asenjo Phys.org-a bildirib ki, “Biz birlikdə relyativistik plazma dinamikasına yönəlmiş bir neçə tədqiqat aparmışıq”.

“Bu işlərdə biz maqnit sahəsinin ümumi topoloji strukturlarının və digər mayeyəbənzər kəmiyyətlərin ümumi əyri fəza-zamanlarda qorunub saxlanıldığını göstərdik. İstifadə etdiyimiz riyazi çərçivə ümumidir, ona görə də onu topoloji strukturun, əyri fəza-zaman metrikasının özünün qorunmasını təhlil etmək üçün tətbiq etdik.”

“Bu işdə sübut etdiyimiz şey məhz budur və müvafiq şərtlər altında həmişə fəza-zaman sahə topoloji strukturlarını birləşdirə biləcəyimizi göstərdik.”Şeirləri müşayiət edən rəsm. Müəllif: Lia Halloran, 2023

Donmuş cazibə sahələri

Asenjo və onun əməkdaşlarının son nəzəri işi fəza-zamanın təkamülünün topologiya ilə əlaqəli qaydalar, yəni topoloji məhdudiyyətlər tərəfindən idarə olunduğunu göstərir. Həndəsi obyektlərin deformasiyaya uğraması (məsələn, dartılması və ya əyilməsi) zamanı onların xüsusiyyətləri ilə əlaqəli olan bu qaydalar fəza-zamanın ümumi qeyri-xətti dinamikasının əsasını təşkil edə bilər. Onların konturlarının çəkilməsi həmçinin onların müəyyən şərtlər altında necə pozula biləcəyinə də işıq sala bilər.

“Bir neçə il əvvəl Kip Torn Kolumbiya Universitetində cazibə qüvvəsi və maye hərəkəti arasındakı bənzətmələri müzakirə etdiyi bir kollokviumda çıxış etdi”, məqalənin həmmüəllifi Luka Komisso dedi.

“Bu söhbət bizə güclü təsir etdi və elektrik keçirici mayedə strukturu qoruyan eyni fundamental qaydaların cazibə qüvvəsinin özünə də tətbiq oluna biləcəyini soruşmağa vadar etdi. Bu ideyaya uyğun olaraq, cazibə qüvvəsi sahəsinin bəzi həndəsi strukturlarının fəza-zaman inkişaf etdikcə qorunub saxlanıldığını aşkar etdik.”

Tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, Asenjo, Komisso və həmkarları Marikarmen A. Vinkler elektromaqnit nəzəriyyəsindən istifadə edərək Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin standart tənliklərini (yəni, Eynşteyn sahə tənliklərini) yenidən yazdılar. Başqa sözlə, onlar tənlikləri elektrik keçirən mayeləri təsvir edən tənliklərə riyazi olaraq oxşar olacaq şəkildə yenidən yazdılar.

Asenjo izah etdi: “Bu yanaşma ilə, qravitasiya sahəsi strukturları üçün analoq davranışı axtarmaq üçün Om qanunu qüvvədə olduqda plazma mayesində maqnit sahəsi xətlərinin bağlı qaldığını nümayiş etdirmək üçün istifadə edilən eyni prosedurdan istifadə edə bilərik. Biz göstəririk ki, ideal Om tipli şərt yerinə yetirildikdə analoji qravitasiya sahəsi strukturları da dinamikada donmuş qalır.”

Komandanın nəzəri çərçivəsi fəza-zamanın inkişaf etdikcə bağlı qalan sabit və strukturlaşdırılmış “sahə xətləri” ehtiva etdiyini göstərir. Bundan əlavə, qorunan cazibə axınının fəza-zamanın təkamülünə məhdudiyyətlər yaratdığını göstərir.

Asenjo dedi: “Düşünürəm ki, əyri fəza-zamanların bütün qeyri-xətti dinamikasının təkamülü üçün maraqlı bir anlayış forması açdıq. Nisbilik nəzəriyyəsindəki açıq problemlərə yeni bir yanaşma kimi faydalı ola biləcək cazibə qüvvəsi kimi maraqlı topoloji invariantların mövcudluğunu nümayiş etdirdik.”

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Kosmik hadisələrin anlayışını yenidən formalaşdırmaq

Asenjo, Komisso və Vinkler Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsini elektromaqnetizmə əsaslanan ideyalarla əlaqələndirən yeni bir nəzəri yanaşma təqdim etdilər. Gələcəkdə bu nəzəri çərçivə qara dəliklər, qravitasiya dalğaları və kosmosun təkamülü də daxil olmaqla müxtəlif mürəkkəb qravitasiya sistemlərinin öyrənilməsinə tətbiq oluna bilər.

Komisso bildirib ki, “Biz fəza-zamanın necə təkamül edə biləcəyini məhdudlaşdıran fundamental qaydaları müəyyən etdik. Bu qaydalar cazibə qüvvəsinin özünə daxili məhdudiyyətlər kimi təsir göstərir və cazibə qüvvəsi çox güclü olduqda orbitdə fırlanan qara dəlik cütləri kimi ekstremal sistemlərin necə davranacağını təxmin etməyə kömək edir.”

“Gələcək tədqiqatlarımızda, qravitasiya dalğalarının mənbələri kimi güclü cazibə sistemlərini daha yaxşı başa düşmək üçün fəza-zaman təkamülü zamanı qorunub saxlanılan həndəsi strukturlardan istifadə etmək vacib olacaq.”

LIGO, Virgo və KAGRA kimi qravitasiya dalğası detektorlarına əsaslanan təcrübələrə rəhbərlik edən mövcud proqnozlar, müəyyən ilkin şərtləri müəyyən edən kompüter simulyasiyalarından istifadə etməklə əldə edilmişdir.

Komisso və həmkarları fəza-zamanın özündə dəyişməz qalan kəmiyyətləri öyrənməklə cazibə qüvvəsinin universal davranışlarını aşkar etməyə ümid edirlər ki, bu da nəticədə 2035-ci ildə kosmosa buraxılması planlaşdırılan LISA cazibə dalğası detektoru kimi gələcək kosmik rəsədxanalar üçün proqnozları yaxşılaşdıra bilər.

Asenjo əlavə etdi: “Biz həmçinin bu analojiya ilə bağlı nəticələri araşdırmaq istəyirik. Xüsusilə plazmada baş verə biləcək çox fərqli hadisələrin vakuum olmayan fəza-zaman daxilində də nə dərəcədə baş verə biləcəyini anlamaq istərdik.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .