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Der Ursprung von binären Schwarzen Löchern könnte in ihren Drehungen verborgen sein, Studie: ScienceAlert schlägt vor

In einem neuere Forschung veröffentlicht in Astronomie und astrophysikalische BriefeEin Forscherteam des Massachusetts Institute of Technology (MIT) verwendete eine Vielzahl von Computermodellen, um 69 bestätigte Binärzahlen zu untersuchen Schwarze Löcher um bei der Bestimmung ihrer Ursprünge zu helfen, und stellten fest, dass sich ihre Datenergebnisse basierend auf den Konfigurationen des Modells geändert haben.

Im Wesentlichen hat die Eingabe die Ausgabe ständig verändert, und die Forscher wollen besser verstehen, wie und warum dies geschieht und welche Schritte unternommen werden können, um konsistentere Ergebnisse zu erzielen.

„Wenn Sie das Modell ändern und es flexibler machen oder andere Annahmen treffen, erhalten Sie eine andere Antwort darauf, wie sich Schwarze Löcher im Universum gebildet haben“, sagte Sylvia Biscoveanu, eine Doktorandin am MIT, die am MIT studiert LIGO-Laborund ein Co-Autor der Studie, sagte in a Aussprache.

„Wir zeigen den Leuten, dass sie vorsichtig sein sollen, weil wir mit unseren Daten nicht an dem Punkt sind, an dem wir glauben können, was das Modell uns sagt.“

Mögen Doppelsterne, binäre Schwarze Löcher sind zwei massereiche Objekte, die einander umkreisen und beide die Fähigkeit haben, zu kollidieren – oder zu verschmelzen –, wobei das andere gemeinsame Merkmal darin besteht, dass Schwarze Löcher manchmal durch den Kollaps sterbender massereicher Sterne entstehen, auch als Supernova bekannt.

Aber wie sich binäre Schwarze Löcher gebildet haben, bleibt ein Rätsel, da es zwei aktuelle Hypothesen zu ihrer Entstehung gibt: „Feld-Binär-Evolution“ und „dynamische Versammlung“.

Bei der Feld-Binärentwicklung explodiert ein Paar Doppelsterne, was zu zwei Schwarzen Löchern an ihrer Stelle führt, die sich weiterhin auf die gleiche Weise wie zuvor umkreisen.

Da sie sich ursprünglich als Doppelsterne umkreisten, wird angenommen, dass ihre Spins und Neigungen ebenfalls ausgerichtet sein müssen.

Wissenschaftler nehmen auch an, dass ihre ausgerichteten Spins angesichts ihrer relativ ruhigen Umgebung darauf hindeuten, dass sie von einer galaktischen Scheibe stammen.

Bei der dynamischen Assemblierung werden zwei individuelle Schwarze Löcher, jedes mit seiner eigenen einzigartigen Neigung und Drehung, schließlich durch extreme astrophysikalische Prozesse zusammengebracht, um ihren eigenen Doppelstern zu bilden. schwarzes Loch System.

Derzeit wird die Hypothese aufgestellt, dass diese Kopplung wahrscheinlich in einer dichten Umgebung wie einem Kugelsternhaufen auftreten würde, wo Tausende von nahen Sternen zwei Schwarze Löcher zusammenzwingen könnten.

Die eigentliche Frage ist: Welcher Anteil an binären Schwarzen Löchern stammt von den jeweiligen Methoden? Astronomen glauben, dass diese Antwort in den Daten liegt, insbesondere in Spinmessungen von Schwarzen Löchern.

Anhand der 69 bestätigten binären Schwarzen Löcher haben Astronomen festgestellt, dass diese massiven Objekte sowohl aus Kugelsternhaufen als auch aus galaktischen Scheiben stammen könnten.

Das LIGO-Labor in den Vereinigten Staaten hat mit seinem italienischen Pendant zusammengearbeitet, Jungfrauum die Spins (Rotationsperioden) der 69 bestätigten binären Schwarzen Löcher zu bestimmen.

„Aber wir wollten wissen, ob wir genug Daten haben, um diese Unterscheidung zu treffen?“ sagte Biscoveanu. „Und es stellt sich heraus, dass die Dinge chaotisch und unsicher sind, und es ist schwieriger, als es aussieht.“

Für die Studie optimierten die Forscher kontinuierlich eine Reihe von Computermodellen, um zu sehen, ob ihre Ergebnisse mit den Vorhersagen der einzelnen Modelle übereinstimmten.

Ein solches Modell wurde so konfiguriert, dass angenommen wurde, dass nur ein Bruchteil der binären Schwarzen Löcher mit ausgerichteten Spins erzeugt wurde, während der Rest zufällige Spins hatte. Ein weiteres Modell wurde konfiguriert, um eine mäßig kontrastierende Spinorientierung vorherzusagen.

Letztendlich zeigten ihre Ergebnisse, dass sich die Ergebnisse entsprechend den angepassten Modellen ständig änderten.

Im Wesentlichen wurden die Ergebnisse basierend auf den Anpassungen des Modells ständig geändert, was bedeutet, dass wahrscheinlich mehr Daten als die 69 bestätigten binären Schwarzen Löcher benötigt würden, um konsistentere Ergebnisse zu erhalten.

„Unser Papier zeigt, dass Ihr Ergebnis ganz davon abhängt, wie Sie Ihre Astrophysik modellieren, und nicht von den Daten selbst“, sagte Biscoveanu.

„Wir brauchen mehr Daten als wir dachten, wenn wir eine Behauptung aufstellen wollen, die unabhängig von den astrophysikalischen Annahmen ist, die wir machen“, sagte Salvatore Vitale, außerordentlicher Professor für Physik und Mitglied des Kavli-Instituts für Astrophysik und Weltraumforschung. am MIT und Hauptautor der Studie.

Aber wie viel mehr Daten brauchen die Astronomen? Vitale schätzt, dass das LIGO-Netzwerk alle paar Tage ein neues binäres Schwarzes Loch entdecken könnte, sobald das Netzwerk Anfang 2023 wieder in Betrieb ist.

„Die Messungen der Spins, die wir jetzt haben, sind sehr unsicher“, sagte Vitale.

„Aber wenn wir viele davon sammeln, können wir bessere Informationen bekommen. Dann können wir sagen, unabhängig von den Details meines Modells, die Daten erzählen mir immer die gleiche Geschichte – eine Geschichte, die wir dann glauben können.“

Dieser Artikel wurde ursprünglich von veröffentlicht Universum heute. Lies das originaler Artikel.

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