超级计算机模拟黑洞的秘密
译:
Shea
现在,超级计算机已能模拟黑洞的高能喷流了。
“这项研究将帮助我们揭开旋转黑洞之谜,并且可以认证正是由于它们的旋转造成了这些能量的外输,”喷气推进实验室的天体物理学家大卫·梅厄(David Meier)博士说。梅厄是《科学》杂志即将发表的一篇相关文章的作者之一。这个研究小组的领导者是日本的Shinji Koide博士。
黑洞是非常致密的天体,以至于连光都无法逃脱它的引力。黑洞会吞噬任何接近它恒星或是其他的物质,甚至是另一个黑洞。天文学家已目睹了这些异常活跃的天体的行为,通过射电和X射线观测到的喷流,但是我们无法直接看到黑洞。
“我们无法登上一个黑洞,或是在实验室中制造一个黑洞,因此我们只能求助于超级计算机,”梅厄说。对这一过程的计算机模拟技术有一点像天气预报的技术,天气预报中通过人造卫星的云图、我们对地球大气的认识以及引力作用,来预测云的走向。与此相同,科学家通过引力和磁场作用于盘旋掉入黑洞的等离子体的知识来模拟它们的运动。
“我们模拟了一个有被磁化的等离子掉入的旋转黑洞,”Koide说,“我们模拟了磁场通过旋转黑洞获得能量的过程。”
“在这种情况下,纯电磁喷流会沿着黑洞的南北极磁场喷出,”梅厄补充道,“喷流所包含的能量相当于太阳的能量。”
在20世纪70年代,加州理工学院的荣格·布兰福德(Roger Blandford)教授以及他的同事Roman Znajek已经预言这些喷流,但是新的计算机模拟确认了这些预言。
科学家在18世纪从理论上预言了黑洞的存在,20世纪确认了星系中央的喷流。20世纪60年代,科学家发现了质量是太阳几百万倍至数十亿倍的超大质量存在着喷流。20世纪90年代,发现这先喷流也能存在于双星系统中的黑洞里。
译自
JPL新闻 January 24, 2002
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