Artystyczna wizja pracy MNRAS 475, 4, zaprezentowana w 2018 roku. Rozchodzenie się fali przez dysk astrofizyczny można zrozumieć za pomocą równania Schrödingera (podstawa mechaniki kwantowej)
Mechanika kwantowa to gałąź fizyki, która czasami zarządza dziwnym zachowaniem drobnych cząstek wypełniających Wszechświat. Równania opisujące świat kwantowy są ograniczone do sfery subatomowej. Jednak ostatnie odkrycie sugeruje, że równanie Schrödingera może być przydatne do opisania długoterminowej ewolucji niektórych struktur astronomicznych.
Badania należą do Konstantina Batygina. Masywne obiekty astronomiczne są często otoczone przez grupy mniejszych ciał, obracających się jak planety wokół Słońca. Na przykład kłaczki gwiazd krążą wokół supermasywnych gwiazd, a olbrzymie skaliste i lodowe obiekty krążą wokół gwiazd. Dzięki siłom grawitacyjnym te ogromne ilości materiału są formowane w płaskie dyski. Są one reprezentowane przez wiele pojedynczych cząstek, tworząc masywne zwroty. Mogą rozciągać się na kilkaset lat świetlnych.
Zwykle dyski z materiałem astrofizycznym nie zachowują okrągłych kształtów podczas całego życia. Po milionach lat rozwinęli się, aby zademonstrować zniekształcenia, wygięcia lub deformacje na dużą skalę. To właśnie te pojawiające się wady zaskoczyły naukowców. Nawet modele komputerowe nie pozwoliły w pełni zrozumieć sytuacji. Batygin postanowił przejść do teorii zaburzeń, aby uzyskać prostą matematyczną reprezentację ewolucji dysku. To przybliżenie opiera się na równaniach stworzonych w XVIII wieku przez Josepha Louisa Lagrange'a i Pierre-Simona Laplace'a. W ramach równań poszczególne cząstki i kamyki na każdej trajektorii orbitalnej są dopasowane matematycznie. W rezultacie dysk można modelować jako serię koncentrycznych linii, powoli wymieniając między sobą moment orbity.
Ale użycie modelu doprowadziło do nieoczekiwanego wyniku. Dokonując oszustwa dysku, naukowcy doprowadzili liczbę linii na dysku do nieskończonej liczby, co pozwoliło na ich rozmycie w kontinuum. Obliczenia obejmowały równanie Schrödingera.
Równanie Schrödingera jest podstawą mechaniki kwantowej, ponieważ opisuje nieintuicyjne zachowanie systemów w skalach atomowych i subatomowych. Jednym z zachowań jest to, że cząstki subatomowe zachowują się raczej jak fale, a nie cząstki dyskretne. Batygin zakłada, że deformacje na dyskach astrofizycznych na dużą skalę zachowują się jak cząstki, a ich rozkład w materiale można opisać matematycznie.
Za pomocą równania Schrödingera można scharakteryzować długoterminową ewolucję dysków astrofizycznych. I to jest zaskakujące, ponieważ nie myślą o tym równaniu, jeśli rozważają odległości w latach świetlnych. W rezultacie jest po prostu zdumiewające, że formuła, zwykle stosowana w przypadku bardzo małych systemów, ma na celu opisanie dużych.
