Artystyczna wizja horyzontu zdarzeń czarnej dziury.
Astrofizycy z PFUR (Peoples 'Friendship University of Russia) zaproponowali podejście do uproszczenia obliczeń obserwowanych efektów w pobliżu czarnych dziur, do których nie używa się matematycznego aparatu klasycznej teorii względności Einsteina. Ogólna teoria względności mówi, że ruch dowolnego masywnego ciała prowadzi do pojawienia się zmarszczek czasoprzestrzennych (fal grawitacyjnych). Po raz pierwszy mogli zarejestrować się w 2015 roku. Fale grawitacyjne są echem ze zbiegu masywnych obiektów grawitacyjnych, takich jak czarne dziury. W tych obszarach grawitacja jest tak potężna, że nawet światło nie może uciec.
Odkrycie fal grawitacyjnych zmusiło naukowców do zrewidowania starych teorii wyjaśniających strukturę i charakterystykę czarnych dziur oraz podjęcia prac nad nowymi. W niektórych przypadkach równania Einsteina okazały się błędne. Próbując zrozumieć wiele podstawowych kwestii (ciemna materia, ciemna energia i grawitacja kwantowa), powstało kilka uogólnionych teorii.
W oczekiwaniu na nowe obserwacje fal grawitacyjnych teoretycy przeanalizowali istniejące efekty z pozycji różnych teorii grawitacyjnych. Jednocześnie pojawiły się problemy, z których jeden polega na złożoności obliczeń - ogromna liczba danych i pojemne integracje numeryczne muszą być przetwarzane. Ponadto cechy różnych części czasoprzestrzeni można opisać za pomocą kilku funkcji. Czarne dziury są opisywane eleganckimi równaniami tylko w teorii Einsteina - są proste i mają pewne cechy symetryczne. Jednak charakterystyka czarnych dziur wymaga złożonych równań, dużych zespołów i superkomputerów. W każdym równaniu jest kilku członków. Każdy z nich jest odpowiedzialny za określony parametr systemowy i jest powiązany z głównymi względnie stabilnymi charakterystykami. Te relacje mogą być niezwykle złożone, dlatego eksperci starają się ich unikać, przyjmując założenia i przybliżenia.
W nowej pracy naukowcy z RUDN wykazali, że proces rozwiązywania niektórych teorii innych niż Einsteina może zostać uproszczony. Porównując oczekiwane i obserwowane wyniki, stwierdzono, że efekty niektórych elementów zniekształcających elegancką symetrię są tak małe, że można je pominąć. Po uzyskaniu wyniku opisującego położenie obiektu jest on porównywany z danymi fizycznymi. Jeśli wartości są podobne, to uproszczone równanie jest uważane za prawidłowe.
Astrofizycy z Uniwersytetu RUDN przedstawili sposób rozwiązania innego problemu. Być może brakuje nam prawdziwej teorii grawitacji. Następnie, opisując czarne dziury, teoretycy powinni używać równań, które uwzględniają parametry każdej konkretnej teorii. Wszystko to wymaga skomplikowanych obliczeń, ale nowe podejście ułatwi im to. Ważne jest, aby zrozumieć, że prawa rządzące czarnymi dziurami różnią się od fizyki klasycznej lub kwantowej. Ponadto nadal nie jest jasne, czy rozumiemy je poprawnie. Badanie czarnych dziur ujawni uniwersalne wzorce rozwoju i przepowiada los wszechświata.
