Los discos de los agujeros negros son como un pastel: mire esta simulación cósmica para ver por qué son tan esponjosos

Los agujeros negros siempre son interesantes y una nueva simulación aumenta su misterio. Es posible que no los hayas asociado antes con un pastel de ángel esponjoso, pero recientemente investigadores de Caltech crearon una simulación para comprender mejor cómo funcionan los agujeros negros e hicieron la conexión con el pastel.

No está tan claro como la simulación de la NASA en la que se puede sumergirse en un agujero negro, pero Caltech está planteando preguntas sobre las teorías que han existido durante 50 años.

La nueva información incluye discos de agujeros negros, también conocidos como discos de acreción, que son colecciones de desechos estelares y gas que rodean los agujeros negros. Durante décadas, la teoría fue que la presión térmica causada por los cambios de gas en los discos del agujero negro mantiene estables los discos alrededor del agujero negro. El problema es que los agujeros negros no parecen coincidir con la teoría. En teoría, los discos de acreción deberían ser planos, pero el análisis espectral muestra que, en cambio, los discos son fluidos.

en la simulación, Los investigadores de Caltech intentan recrear un agujero negro y luego hacen lo que llaman un “súper acercamiento” para ver cómo funciona. La simulación funciona resolviendo el mismo conjunto de ecuaciones básicas billones de veces para ver cómo evolucionan los agujeros negros.

“Nuestras teorías nos decían que los discos deberían ser planos como crepes”, dijo el profesor de física teórica Phil Hopkins, quien dirigió el equipo de investigación de Caltech. “Pero sabíamos que esto no era correcto porque las observaciones espectralmente indican que los discos son fluidos, más bien”. pastel de ángel (comida).

Se muestra un campo magnético en un agujero negro, como un huracán amarillo sobre un fondo en llamas.

La simulación muestra toneladas de actividad de campo magnético, que se muestran aquí en amarillo, naranja y rojo.

Caltech

Campos magnéticos: no, la banda no

A medida que avanza la simulación, los investigadores pueden ver la radiación, la gravedad, los campos magnéticos y el calor danzando mientras “interactúan de forma no lineal en este sistema pseudocaótico”, dice Hopkins. En el vídeo, el rojo es energía de campos magnéticos y el azul es energía del calor. Los investigadores esperaban que el calor fuera la forma dominante de energía que controla el sistema. En cambio, la simulación mostró que los campos magnéticos controlaban el sistema en lugar del calor.

“Campos magnéticos tan fuertes hacen predicciones cualitativamente diferentes de las teorías que hemos tenido durante décadas”, dijo Hopkins en el vídeo. “Así, por ejemplo, los campos magnéticos pueden retener el material y evitar que caiga profundamente. Así que es este grueso anillo de material alrededor del agujero negro en lugar de este disco plano”.

Los científicos han estado estudiando los agujeros negros desde que Albert Einstein predijo su existencia hace más de 100 años. Debido a que los agujeros negros son muy difíciles de encontrar, están muy lejos y no actúan como cualquier otro cuerpo celeste, los científicos han recurrido principalmente a simulaciones para tratar de descubrir cómo funcionan los agujeros negros. A veces, estos símbolos pueden ayudar a los científicos a descubrir qué está pasando realmente con uno de los mayores misterios del espacio.



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