Hubble-teleskopet fångar det massiva galaktiska clustret Abell 2744. Innan du är en av de minsta och unga galaxerna som finns i rymden
Under bildandet av galaktiska kluster och stjärnkluster av globulär typ utförs processen för tvungen avkoppling. Efter intensiv kontakt, som varade i tusentals och miljontals år, börjar en period av relativ gravitationsbalans. Den nya studien bestämde sig för att korrigera de felaktiga antagandena i processen.
Faktum är att Vlasov-ekvationen innebär en konstant entropi i systemet, det vill säga det finns ingen formations entropi. Detta motsvarar uttalandet att situationen är symmetrisk i tiden, eftersom tidspilen bestäms av ökningen av entropi.
Avkopplingsprocessen har alltid analyserats av Vlasov-ekvationen, föreslagen 1931 av Anatoly Vlasov, för att beskriva de kinetiska processerna i plasma. Om allt hände på så sätt skulle de fysiska grundarna behöva revideras. Forskare misstänkte att något inte konvergerade och fann bekräftelse i observationerna. Det visade sig att Vlasov-ekvationen inte alls gäller det här fallet.
Virial jämvikt
Forskarna använde kraftfulla beräkningsresurser, som simulerade kluster, för att bevisa antagandet. Simuleringar har visat att entropi växer, men det finns en annan slutsats: under entropi-tillväxten på lång sikt är det en fluktuation i början av avkopplingsprocessen.
Det verkar som om detta strider mot den allmänna kunskapen om entropi, som alltid bör öka. Det visar sig att med långvarig undersökning ökar det, det gör det inte hela tiden. På grund av den enorma volymen av gravitationskontakter mellan objekt, etableras korrelationer, och de bestämmer den oscillerande karaktären i början.
Det kan antas att entropi har två aspekter: ett tal verkar kaotiskt och är associerat med termodynamikens andra lag (vanlig entropi) och den andra framgår av korrelationer.
Det är lättare att demontera problemet på exemplet av ett kluster av 1000 stjärnor eller galaxer, begränsat till en viss volym. Initialt är de utrustade med nollfart, men på grund av gravitationskontakten lockar de de andra, som utför variabel kompression och expansion. Detta leder till fluktuationer i entropi. Processen fortsätter tills hela systemet kommer till relativ jämvikt. Under 1800-talet uppfattades termen "virial equilibrium" för detta. Galaktiska kluster och sfäriska stellar interagerar med hela rymden, men här kan de betraktas som slutna icke-dissipativa system (den totala energin går inte ut i den yttre miljön utan sparas). Det vill säga entropiska fluktuationer bör betraktas som en intern process som inte påverkar utbytet av energi med mediet.
Metodik
Gravitationskontakt mellan himmelska kroppar (galaxer eller stjärnor) beskrivs av Newtons världsrätt, publicerad för 330 år sedan. Matematiskt löses problemet enkelt, men den analytiska lösningen fungerar inte i system med tusentals och miljontals kroppar. Det är här behovet uppstår för komplex numerisk modellering.
Dessa metoder skapade en astronom från norge Sverre Aarset. Sådana simuleringar kräver enorm datorstyrka, så du måste använda kluster av grafikprocessorer. Nu Aarset-program hanterar effektivt och tillförlitligt problemet. Forskare jämförde resultaten med data från andra kosmologiska program och erhöll korrespondens.
