دانشمندان با تکیه بر قدرت فوقالعاده ابرکامپیوترها، برای نخستینبار توانستند فرآیند پیچیده بلعیدهشدن ماده توسط سیاهچالهها را بدون هیچ سادهسازی شبیهسازی کنند.
مرزهای پیرامون یک سیاهچاله هرگز آرام نیست؛ آنجا صحنهی نبردی بیپایان میان گرانش و نور است. در لبهی تاریکی مطلق، ماده با شتابی سرسامآور به سمت افق رویداد کشیده میشود، اما این سقوط به هیچ وجه ساده نیست. تنها چیزی که سرعت فروپاشی را کند میکند، حجم عظیمی از تابشهایی است که به بیرون پرتاب میشوند.
محیط پیرامون سیاهچاله ذاتی ناپایدار و پرتنش دارد. دانشمندان همیشه میدانستند که پیشبینی رفتار گازها و نور در این میدان گرانشی خمیده، یکی از دشوارترین معماهای فیزیک است. اما حالا، قواعد بازی تغییر کردهاند.
بر اساس گزارش مؤسسه مطالعات پیشرفته پرینستون، تیمی از پژوهشگران مؤسسه فلاتآیرون در آمریکا، با کنار گذاشتن روشهای مرسوم، دقیقترین تصویر ممکن از نحوه بلعیدن ماده توسط سیاهچالههای کلانجرم را ارائه کردهاند. آنها موفق شدند سرنوشت نهایی ماده و نور را هنگام کشیده شدن به سیاهچاله، با نرخها و شرایط متفاوت، شبیهسازی کنند.
ویژگی کلیدی این پژوهش، شجاعت در حذف هرگونه سادهسازی است. پیشتر، دانشمندان مجبور بودند برای حل معادلات پیچیده، برخی جزئیات فیزیکی را نادیده بگیرند یا به شکل سادهای مدل کنند.
اما در مدل جدید، هیچ میانبری وجود ندارد. تیم پژوهشی با بهرهگیری از دو ابرکامپیوتر قدرتمند، دادههای «جریانهای تراکمی» را با پارامترهای پیچیدهای مانند چرخش سیاهچاله و میدانهای مغناطیسی تلفیق کردند. نتیجه مدلی است که حرکت گاز، نور و میدان مغناطیسی در اطراف سیاهچالههایی با جرمی کمی بیش از خورشید را با دقت بینظیری نشان میدهد.
این شبیهسازی رازهای جذابی از سیاهچالههای حریص فاش کرد. هنگامی که سیاهچاله حجم کافی از ماده را جذب میکند، یک «قرص تراکمی» ضخیم در اطراف آن شکل میگیرد. این قرص همچون سد عمل کرده و مقدار عظیمی از تابش را در خود نگه میدارد.
با این حال، انرژی نمیماند و راه فرار مییابد. شبیهسازی نشان داد که ساختاری باریک و قیفمانند شکل میگیرد که ماده را با سرعتی حیرتآور به درون سیاهچاله میکشد و پرتویی متمرکز از تابش را به بیرون میتاباند. تنها اگر زاویه دید مناسب باشد، این تابش قابل مشاهده خواهد بود.
