При моделировании внутренней структуры объектов используется концепция «сплошной среды», когда вещество (твердое, жидкое или газообразное) рассматривается как непрерывная, целостная субстанция. Эту среду разбивают на множество связанных между собой частиц с определенными физическими параметрами — плотностью, давлением, температурой.
Астрофизики создали модель эволюции двойных звездных систем: она позволит проверить альтернативные теории гравитации
Ученые БФУ им. Иммануила Канта разработали компьютерную модель, которая позволяет изучать эволюцию двойных звездных систем на поздних стадиях их жизненного цикла. Это исследование поможет лучше понять процессы, протекающие в таких системах, а также проверить альтернативные теории гравитации.
Unsplash
Хотя вещество состоит из атомов и молекул, их количество настолько велико, что их взаимодействие в объектах макроскопического размера рассчитать невозможно даже на мощнейших суперкомпьютерах. Поэтому ученые оперируют более крупными частицами, поведение которых статистически подобно поведению атомов и молекул.
Чем больше частиц в модели, тем точнее она описывает реальность.
«В нашей модели карликовая звезда на конечной стадии эволюции представлена в виде 1,2 миллиона частиц. Когда у звезды заканчивается топливо, она начинает раздуваться под действием ударных волн. Эволюция одиночной звезды хорошо изучена, но многие звезды входят в состав двойных и кратных систем. Их эволюция подчиняется другим закономерностям», –рассказывает Алексей Байгашов, руководитель Астрономического сообщества и младший научный сотрудник лаборатории астрофизики БФУ.
В своей работе ученые рассмотрели модель, где одна из звезд двойной системы уже превратилась в белый карлик, а вторая достигла поздней стадии эволюции, значительно увеличившись в размерах. Моделирование начинается с момента, когда расширяющаяся оболочка второй звезды достигает белого карлика. В этот момент начинается процесс «разбрасывания» звездного вещества под действием гравитации белого карлика и оголившегося ядра самой звезды, которое тоже становится белым карликом.
«Белый карлик и недавняя звезда изначально были устойчивой двойной системой. Если бы они взаимодействовали только гравитационно, то вечно кружились бы друг вокруг друга. Но оболочка звезды тормозит компоненты системы и искажает траектории их движения. В результате траектории белых карликов сжимаются, и они сближаются», – объясняет Алексей Байгашов.
Модифицированные теории гравитации появились как попытки объяснить наблюдаемые особенности динамики галактик и Вселенной в целом без привлечения экзотических субстанций, таких как темная энергия и темная материя, простой редакцией уравнений общей теории относительности.
Астрофизик из БФУ подчеркнул, что, хотя фундаментальная наука может казаться абстрактной, она играет важнейшую роль в развитии технологий. Поэтому создание детальных моделей космических процессов – это не просто любопытная головоломка для ученых, но необходимый этап для будущих открытий и инноваций.