gecorrigeerd
De Hubble-telescoop legt de massieve galactische cluster Abell 2744 vast. Voordat je een van de kleinste en jonge sterrenstelsels in de ruimte bent
Tijdens de vorming van galactische clusters en sterclusters van het bolvormige type, wordt het proces van gedwongen ontspanning uitgevoerd. Na intensief contact, dat duizenden en miljoenen jaren duurde, begint een periode van relatieve zwaartekrachtsbalans. De nieuwe studie besloot om de onjuiste aannames in het proces te corrigeren.
Het feit is dat de Vlasov-vergelijking een constante entropie in het systeem impliceert, dat wil zeggen dat er geen formatie-entropie is. Dit komt overeen met de verklaring dat de situatie symmetrisch is in de tijd, omdat de tijdpijl wordt bepaald door de toename in entropie.
Het relaxatieproces is altijd geanalyseerd met de Vlasov-vergelijking, voorgesteld in 1931 door Anatoly Vlasov, om de kinetische processen in het plasma te beschrijven. Als alles op die manier zou gebeuren, zouden de fysieke fundamenten moeten worden herzien. Wetenschappers vermoedden dat iets niet convergeerde en vonden bevestiging in de observaties. Het bleek dat de Vlasov-vergelijking helemaal niet op deze zaak van toepassing is.
Viriaal evenwicht
De onderzoekers gebruikten krachtige computationele bronnen, zoals gesimuleerde clusters, om de aanname te bewijzen. Simulaties hebben aangetoond dat entropie groeit, maar er is een andere conclusie: in de periode van entropie-groei op de lange termijn is er een fluctuatie aan het begin van het relaxatieproces.
Het lijkt erop dat dit in strijd is met de algemene kennis van entropie, die altijd zou moeten toenemen. Het blijkt dat bij langdurig onderzoek het toeneemt, het doet het gewoon niet altijd. Vanwege het enorme volume van zwaartekrachtcontacten tussen objecten, worden correlaties vastgesteld en bepalen ze het oscillerende karakter in de beginfase.
Er kan worden verondersteld dat entropie twee aspecten heeft: een getal lijkt chaotisch en wordt geassocieerd met de tweede wet van de thermodynamica (gewone entropie), en de tweede komt voort uit correlaties.
Het probleem is eenvoudiger te demonteren op het voorbeeld van een cluster van 1000 sterren of sterrenstelsels, beperkt tot een specifiek volume. Aanvankelijk zijn ze begiftigd met zero-speed, maar vanwege het gravitatiecontact trekken ze de anderen aan door variabele compressie en expansie uit te voeren. Dit leidt tot fluctuaties in entropie. Het proces gaat door totdat het hele systeem tot een relatief evenwicht komt. In de 19e eeuw werd hiervoor de term 'viriaal evenwicht' uitgevonden. Galactische clusters en bolvormige sterren hebben interactie met de hele ruimte, maar hier kunnen ze worden beschouwd als gesloten niet-dissipatieve systemen (de totale energie gaat niet naar de externe omgeving, maar wordt opgeslagen). Dat wil zeggen dat entropiefluctuaties moeten worden beschouwd als een intern proces dat de uitwisseling van energie met het medium niet beïnvloedt.
Methodologie
Zwaartekrachtscontact tussen hemellichamen (sterrenstelsels of sterren) wordt beschreven door Newtons wet van de wereld, 330 jaar geleden gepubliceerd. Wiskundig gezien is het probleem eenvoudig opgelost, maar de analytische oplossing werkt niet in systemen met duizenden en miljoenen lichamen. Dit is waar de behoefte ontstaat voor complexe numerieke modellering.
Deze methoden creëerden een astronoom uit Noorwegen Sverre Aarset. Dergelijke simulaties vereisen enorme computerkracht, dus je moet clusters van grafische processors gebruiken. Nu programmeert Aarset effectief en betrouwbaar het probleem. Wetenschappers vergeleken de resultaten met gegevens uit andere kosmologische programma's en verkregen correspondentie.
