Obiectele astrofizice masive sunt determinate de nivelul subatomic

Obiectele astrofizice masive sunt determinate de nivelul subatomic

Viziunea artistică a lucrării MNRAS 475, 4, prezentată în 2018. Propagarea undelor printr-un disc astrofizic poate fi înțeleasă utilizând ecuația Schrödinger (piatra de temelie a mecanicii cuantice)

Mecanica cuantică este o ramură a fizicii care uneori conduce comportamentul ciudat al particulelor mici care umple Universul. Ecuațiile care descriu lumea cuantică sunt limitate la sfera subatomică. Dar o descoperire recentă sugerează că ecuația Schrödinger poate fi utilă pentru descrierea evoluției pe termen lung a unor structuri astronomice.

Cercetarea aparține lui Konstantin Batygin. Obiectele astronomice masive sunt adesea înconjurate de grupuri de corpuri mai mici, care se rotesc ca planetele în jurul soarelui. De exemplu, turmele stea se învârt în jurul unor stele supermassive, obiecte gigantice stâncoase și înghețate se învârt în jurul stelelor. Datorită forțelor gravitaționale, aceste volume imense de material sunt formate în discuri plate. Ele sunt reprezentate de o multitudine de particule individuale, făcând transformări într-o manieră masivă. Se pot întinde câteva sute de ani lumină.

De obicei, discurile cu materiale astrofizice nu păstrează forme rotunde pe toată durata vieții. După milioane de ani, s-au dezvoltat pentru a demonstra distorsiuni la scară largă, îndoiri sau deformări. Erau aceste defecte emergente care îi tulburau pe oamenii de știință. Chiar și modelele de calculatoare nu au permis să înțeleagă pe deplin situația. Batygin a decis să se adreseze teoriei perturbării pentru a obține o reprezentare matematică simplă a evoluției discului. Această aproximare se bazează pe ecuațiile create în secolul al XVIII-lea de Joseph Louis Lagrange și Pierre-Simon Laplace. În cadrul ecuațiilor, particulele particulare și pietricelele pe fiecare traiectorie orbitală sunt potrivite matematic. Ca rezultat, discul poate fi modelat ca o serie de linii concentrice, schimbând încet momentul orbital între ele.

Dar utilizarea modelului a condus la un rezultat neașteptat. Făcând discuri de fraudă, oamenii de știință au adus numărul de linii pe disc la un număr infinit, ceea ce a permis să le estompeze la continuum. Astfel, calculele au inclus ecuația lui Schrödinger.

Ecuația Schrödinger este baza mecanicii cuantice, deoarece descrie comportamentul non-intuitiv al sistemelor pe scări atomice și subatomice. Unul dintre comportamente este acela că particulele subatomice se comportă mai degrabă ca niște valuri decât particule discrete. Batygin presupune că deformările pe scară largă în discurile astrofizice se comportă ca particule, iar distribuția lor în material poate fi descrisă matematic.

Prin ecuația Schrödinger se poate caracteriza evoluția pe termen lung a discurilor astrofizice. Și acest lucru este surprinzător, deoarece ei nu se gândesc la această ecuație dacă iau în considerare distanțele în anii de lumină. Ca rezultat, este pur și simplu uimitor faptul că formula, utilizată de obicei pentru sistemele extrem de mici, funcționează pentru a descrie cele mai mari.

Comentarii (0)
Căutare