Fisikawan Temukan Cara Baru untuk Visualisasikan Warped Ruang dan Waktu
Author : Administrator | Selasa, 12 April 2011 11:58 WIB
Dipublish ulang dari: Science Daily (April 11, 2011)
URL: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/04/110411092750.htm
ScienceDaily (Apr. 11, 2011). "Kami telah menemukan cara untuk memvisualisasikan ruang-waktu melengkung tidak seperti sebelumnya," ujar Kip Thorne, Feynman Profesor Fisika Teoretis, Emeritus, di Institut Teknologi California (Caltech).
Dengan menggabungkan teori dengan simulasi komputer, Thorne dan rekan-rekannya di Caltech, Cornell University, dan National Institute for Theoritical Physics di Afrika Selatan telah mengembangkan alat konseptual mereka telah dijuluki garis tendex dan garis vortex.
Dengan menggunakan alat ini, mereka telah menemukan bahwa lubang hitam tabrakan dapat menghasilkan garis pusaran yang membentuk pola berbentuk donat, terbang menjauh dari lubang hitam digabung seperti cincin asap. Para peneliti juga menemukan bahwa bundel ini garis vortex - vortexes disebut - bisa spiral keluar dari lubang hitam seperti air dari sprinkler berputar.
Para peneliti menjelaskan garis tendex dan vortex - dan implikasi mereka untuk lubang hitam - dalam makalah yang dipublikasikan secara online pada tanggal 11 April dalam jurnal Physical Review Letters.
Tendex dan garis vortex menggambarkan gaya gravitasi yang disebabkan oleh melengkung-ruang waktu. Mereka adalah analog dengan garis-garis medan listrik dan magnet yang menggambarkan kekuatan listrik dan magnetik.
baris Tendex menggambarkan kekuatan peregangan yang melengkung ruang-waktu diberikan pada segala sesuatu yang ditemuinya. "Tendex baris mencuat bulan menaikkan pasang surut di lautan bumi," kata David Nichols, lulusan Caltech mahasiswa yang menciptakan istilah "tendex." Kekuatan peregangan garis-garis akan membelah astronot yang jatuh ke lubang hitam.
garis Vortex, di sisi lain, menggambarkan memutar ruang. Jika tubuh astronot adalah sejajar dengan garis pusaran, dia mendapat memeras seperti handuk basah.
Ketika baris tendex banyak berkumpul bersama-sama, mereka menciptakan sebuah wilayah yang kuat peregangan disebut tendex sebuah. Demikian pula, seikat baris pusaran menciptakan ruang wilayah berputar disebut sebuah pusaran. "Apa pun yang jatuh ke pusaran mendapat berputar dan sekitar," kata Dr Robert Owen dari Cornell University, penulis utama kertas.
Tendex dan baris pusaran menyediakan cara baru yang kuat untuk memahami lubang hitam, gravitasi, dan sifat alam semesta. "Menggunakan alat ini, kita sekarang dapat masuk akal jauh lebih baik dari sejumlah besar data yang dihasilkan dalam simulasi komputer kita," kata Dr Mark Scheel, seorang peneliti senior di Caltech dan pemimpin simulasi kerja tim.
Menggunakan simulasi komputer, para peneliti telah menemukan bahwa dua lubang hitam berputar menabrak satu sama lain menghasilkan beberapa vortexes dan beberapa tendexes. Jika tabrakan adalah kepala-on, lubang digabung menyemburkan vortexes sebagai daerah donat berbentuk berputar ruang, dan mengeluarkan tendexes sebagai daerah donat berbentuk peregangan. Tetapi jika spiral lubang hitam di terhadap satu sama lain sebelum penggabungan, vortexes mereka dan spiral tendexes keluar dari lubang bergabung. Dalam kedua kasus - donat atau spiral - yang vortexes luar-bergerak dan tendexes menjadi gelombang gravitasi - jenis gelombang yang Laser Interferometer Caltech yang dipimpin gravitasi-Wave Observatory (LIGO) berusaha untuk dideteksi.
"Dengan tendexes dan vortexes, kita mungkin dapat lebih mudah memprediksi bentuk gelombang dari gelombang gravitasi yang LIGO sedang mencari," kata Yanbei Chen, associate professor fisika di Caltech dan pemimpin upaya teoritis tim.
Selain itu, tendexes dan vortexes telah memungkinkan para peneliti untuk memecahkan misteri di balik tendangan gravitasi dari lubang hitam bergabung di pusat galaksi. Pada tahun 2007, sebuah tim di University of Texas di Brownsville, dipimpin oleh Profesor Manuela Campanelli, digunakan simulasi komputer untuk menemukan bahwa bertabrakan lubang hitam dapat menghasilkan ledakan diarahkan gelombang gravitasi yang menyebabkan lubang hitam digabung untuk mundur - seperti menembak senapan peluru. mundur ini begitu kuat sehingga dapat membuang keluar lubang penggabungan galaksi tersebut. Tapi tak seorangpun mengerti bagaimana ledakan diarahkan gelombang gravitasi dihasilkan.
Sekarang, dilengkapi dengan alat-alat baru mereka, tim Thorne telah menemukan jawabannya. Di satu sisi dari lubang hitam, gelombang gravitasi dari vortexes spiral menambahkan bersama dengan gelombang dari tendexes spiral. Di sisi lain, gelombang pusaran dan tendex membatalkan satu sama lain. Hasilnya adalah ledakan gelombang dalam satu arah, menyebabkan lubang bergabung untuk mundur.
"Meskipun kami telah mengembangkan alat-alat ini untuk tabrakan hitam-lubang, mereka dapat diterapkan di mana saja ruang-waktu melengkung," kata Dr Geoffrey Lovelace, seorang anggota tim dari Cornell. "Misalnya, saya berharap bahwa orang akan berlaku baris vortex dan tendex untuk kosmologi, untuk lubang hitam ripping bintang terpisah, dan ke singularitas yang hidup di dalam lubang hitam Mereka akan. Menjadi alat-alat standar seluruh relativitas umum."
Tim ini sudah menyiapkan beberapa tindak lanjut kertas dengan hasil yang baru. "Saya belum pernah sebelumnya coauthored kertas di mana pada dasarnya semuanya baru," kata Thorne, yang telah menulis ratusan artikel. "Tapi itu terjadi di sini."
Penelitian ini didukung oleh National Science Foundation, Sherman Fairchild Foundation, Yayasan Brinson, NASA, dan David dan Barbara Groce Dana.
Shared:
Komentar
