ब्लैक होल ब्रह्मांड में सबसे भयानक और रहस्यमयी ताकतों में से एक हैं। मूल रूप से आइंस्टीन की थ्योरी ऑफ जनरल रिलेटिविटी द्वारा भविष्यवाणी की गई, इन बिंदुओं को स्पेसटाइम में तब बनाया जाता है जब बड़े पैमाने पर सितारे अपने जीवन के अंत में गुरुत्वाकर्षण पतन से गुजरते हैं। दशकों के अध्ययन और अवलोकन के बावजूद, इस घटना के बारे में हमें अभी भी बहुत कुछ पता नहीं है।
उदाहरण के लिए, वैज्ञानिक अभी भी बड़े पैमाने पर अंधेरे में हैं कि कैसे मामला जो एक ब्लैक होल के चारों ओर कक्षा में पड़ता है और धीरे-धीरे उस पर खिलाया जाता है (अभिवृद्धि डिस्क) व्यवहार करता है। हाल ही के एक अध्ययन के लिए धन्यवाद, जहां शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने ब्लैक होल के अब तक के सबसे विस्तृत सिमुलेशन का संचालन किया, अभिवृद्धि डिस्क के बारे में कई सैद्धांतिक भविष्यवाणियां आखिरकार मान्य की गईं।
टीम में एम्सटर्डम के एंटोन पाननेकोइक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोनॉमी, नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के सेंटर फॉर इंटरडिसिप्लिनरी एक्सप्लोरेशन एंड रिसर्च इन एस्ट्रोफिजिक्स (सीआइआरए), और ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के कम्प्यूटेशनल एस्ट्रोफिजिसिस्ट शामिल थे। 5 जून के अंक में उनके शोध निष्कर्ष सामने आए रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी के मासिक नोटिस।
अपने निष्कर्षों के बीच, टीम ने 1975 में जेम्स बार्डीन और जैकबस पीटरसन द्वारा मूल रूप से सामने रखे गए एक सिद्धांत की पुष्टि की, जिसे बेर्डीन-पीटरसन प्रभाव के रूप में जाना जाता है। इस सिद्धांत के अनुसार, टीम ने पाया कि जबकि एक अभिवृद्धि डिस्क का बाहरी क्षेत्र झुका रहेगा, डिस्क का आंतरिक क्षेत्र उसके ब्लैक होल के भूमध्य रेखा के साथ संरेखित होगा।
इसे सीधे शब्दों में कहें, तो बस सब कुछ के बारे में शोधकर्ताओं को पता है कि ब्लैक होल को अभिवृद्धि डिस्क का अध्ययन करके सीखा गया है। गैस और धूल के इन चमकीले छल्लों के बिना, यह संभावना नहीं है कि वैज्ञानिक ब्लैक होल का पता लगाने में सक्षम होंगे। क्या अधिक है, एक ब्लैक होल की वृद्धि और घूर्णी गति इसकी अभिवृद्धि डिस्क पर भी निर्भर होती है, जो ब्लैक होल के विकास और व्यवहार को समझने के लिए उनका अध्ययन आवश्यक बनाती है।
अलेक्जेंडर Tchekhovskoy के रूप में, ए
जब से बार्डीन और पेटर्सन ने अपने सिद्धांत का प्रस्ताव रखा, तब से ब्लैक होल सिमुलेशन कई मुद्दों से ग्रस्त हैं, जिन्होंने उन्हें यह निर्धारित करने से रोका है कि क्या यह संरेखण होता है। सबसे पहले, जब अभिवृद्धि डिस्क इवेंट होराइजन के पास पहुंचती है, तो वे जबरदस्त गति में तेजी लाती हैं और स्पेसटाइम के विकृत क्षेत्रों से गुजरती हैं।
एक दूसरा मुद्दा जो आगे के मामलों को जटिल करता है वह यह है कि एक ब्लैक होल का घूमना स्पेस-टाइम को उसके आसपास घूमने के लिए मजबूर करता है। इन दोनों मुद्दों के लिए आवश्यक है कि एस्ट्रोफिजिसिस्ट सामान्य सापेक्षता के प्रभावों के लिए जिम्मेदार हों, लेकिन चुंबकीय अशांति का मुद्दा बना हुआ है। यह अशांति डिस्क के कणों को एक गोल आकार में एक साथ पकड़ती है और
अब तक, खगोलविदों के पास इस सब के लिए गणना करने की शक्ति नहीं थी। जीआर और चुंबकीय अशांति के लिए जिम्मेदार सिमुलेशन को सक्षम करने के लिए एक मजबूत कोड विकसित करने के लिए, टीम ने ग्राफिकल प्रोसेसिंग यूनिट्स (जीपीयू) के आधार पर एक कोड विकसित किया। पारंपरिक केंद्रीय प्रसंस्करण इकाइयों (सीपीयू) की तुलना में, जीपीयू इमेज प्रोसेसिंग और कंप्यूटिंग एल्गोरिदम में बहुत अधिक कुशल हैं जो डेटा के बड़े स्तर पर प्रक्रिया करते हैं।
टीम ने अनुकूली जाल शोधन नामक एक विधि भी शामिल की, जो केवल विशिष्ट ब्लॉकों पर ध्यान केंद्रित करके ऊर्जा की बचत करती है जहां आंदोलन होता है और तदनुसार अनुकूल होता है। अंतर को स्पष्ट करने के लिए, Tchekhovskoy GPU की तुलना में और
"बताएं कि आपको एक नए अपार्टमेंट में जाने की आवश्यकता है। आपको इस शक्तिशाली फेरारी के साथ बहुत सारी यात्राएँ करनी होंगी क्योंकि यह कई बक्से के लायक नहीं थी। लेकिन अगर आप प्रत्येक घोड़े पर एक बॉक्स रख सकते हैं, तो आप एक बार में सब कुछ स्थानांतरित कर सकते हैं। वह GPU है। इसमें बहुत सारे तत्व हैं, जिनमें से प्रत्येक सीपीयू की तुलना में धीमा है, लेकिन उनमें से बहुत सारे हैं। ”
अंतिम, लेकिन कम से कम नहीं, टीम ने उरबाना-शैंपेन में इलिनोइस विश्वविद्यालय में नेशनल सेंटर फॉर सुपरकंप्यूटिंग एप्लिकेशन (एनसीएसए) में ब्लू वाटर्स सुपर कंप्यूटर का उपयोग करके अपना सिमुलेशन चलाया। उन्होंने पाया कि डिस्क के बाहरी क्षेत्र को टैप किया जा सकता है, जबकि आंतरिक क्षेत्र को ब्लैक होल के भूमध्य रेखा के साथ संरेखित किया जाएगा और एक चिकनी ताना उन्हें कनेक्ट करेगा।
ब्लैक होल और उनकी अभिवृद्धि डिस्क के बारे में लंबे समय से चली आ रही बहस को बंद करने के अलावा, इस अध्ययन से यह भी पता चलता है कि बारडीन और पेटर्सन के दिनों के बाद से खगोल भौतिकी में प्रगति हुई है। मैथ्यू लिस्का के रूप में, एक शोधकर्ता ने संक्षेप में कहा:
"ये सिमुलेशन न केवल 40 साल पुरानी समस्या को हल करते हैं, बल्कि उन्होंने यह प्रदर्शित किया है कि, ठेठ सोच के विपरीत, पूर्ण सामान्य सापेक्षता में सबसे चमकदार अभिवृद्धि डिस्क का अनुकरण करना संभव है। यह अगली पीढ़ी के सिमुलेशन के लिए मार्ग प्रशस्त करता है, जो मुझे उम्मीद है कि चमकदार अभिवृद्धि के आसपास और भी अधिक महत्वपूर्ण समस्याओं को हल करेगा। ”
टीम ने बर्डीन-पेटर्सन इफेक्ट के लंबे समय से चले आ रहे रहस्य को एक अभूतपूर्व डिग्री तक पतला कर दिया और चुम्बकित अशांति में फैक्टरिंग कर दी, जिससे डिस्क को गति मिलती है। पिछले सिमुलेशन ने अशांति के प्रभावों का अनुमान लगाकर पर्याप्त सरलीकरण किया।
क्या अधिक, पिछले सिमुलेशन ने पतले डिस्क के साथ काम किया, जिसका न्यूनतम ऊंचाई-त्रिज्या अनुपात 0.05 था, जबकि सबसे दिलचस्प प्रभाव Tchekhovskoy और उनके सहयोगियों द्वारा देखा गया था जब डिस्क 0.03 में पतला हो गया था। उनके आश्चर्य के लिए, टीम ने पाया कि अविश्वसनीय रूप से पतली अभिवृद्धि डिस्क के साथ, ब्लैक होल अभी भी प्रकाश की गति (उर्फ। सापेक्षवादी जेट) के एक हिस्से पर कणों और विकिरण के जेट उत्सर्जित करता है।
जैसा कि Tchekhovskoy ने बताया, यह एक अप्रत्याशित खोज थी:
“इस तरह की मामूली मोटाई पर इन डिस्क से किसी को उम्मीद नहीं थी कि जेट का उत्पादन होगा। लोगों को उम्मीद थी कि इन जेट का उत्पादन करने वाले चुंबकीय क्षेत्र इन वास्तव में पतली डिस्क के माध्यम से चीर देंगे। लेकिन वहां वे हैं। और यह वास्तव में हमें अवलोकन संबंधी रहस्यों को सुलझाने में मदद करता है। ”
हाल के सभी खोजों से पता चलता है कि खगोलविदों ने ब्लैक होल और उनकी अभिवृद्धि डिस्क के संबंध में बनाया है, आप कह सकते हैं कि हम दूसरे "गोल्डन एज ऑफ रिलेटिविटी" में जी रहे हैं। और यह कहना कोई अतिशयोक्ति नहीं होगी कि इस सारे शोध के वैज्ञानिक अदायगी अपार हो सकती हैं। यह समझने से कि कैसे मामला सबसे चरम परिस्थितियों में व्यवहार करता है, हम कभी भी सीखने के करीब पहुंच रहे हैं कि ब्रह्मांड की मूलभूत ताकतें एक साथ कैसे फिट होती हैं।
