Полет в самое сердце черной дыры: в NASA показали, что находится за точкой невозврата (видео)

08.05.2024 в 08:14 422 0
Полет в самое сердце черной дыры: в NASA показали, что находится за точкой невозврата (видео)
Фото: NASA's Goddard Space Flight Center
Симуляция полета в сверхмассивную черную дыру была создана с помощью суперкомпьютера NASA.

На суперкомпьютере NASA была создана визуализация, погружающая зрителей прямиком в черную дыру, пишет Phys.org.

"Люди часто интересуются этой темой, и моделирование таких трудно вообразимых процессом помогает связать теорию относительности с реальными явлениями во Вселенной. Поэтому я смоделировал два сценария: первый, где камера не попадает в горизонт событий и возвращается обратно, а второй – они пересекает границу невозврата и погружается в черную дыру", — говорит автор визуализации, астрофизик из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте Джереми Шниттман.

Для создания захватывающей визуализации Шниттман и его коллега Брайан Пауэлл использовали суперкомпьютер Discover в Центре климатического моделирования NASA. В рамках создания визуализации было создано 10 терабайт данных, что заняло около 5 дней. К примеру, на обычном ноутбуке такая задача заняла бы более 10 лет.

На видео представлена сверхмассивная черная дыра, чья масса в 4,3 млн раз превышает массу нашего Солнца. Именно такой размер имеет сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути Стрелец А*.

"Черные дыры звездной массы, содержащие до 30 солнечных масс, имеют гораздо меньший горизонт событий и более мощные приливные силы. Последние могут разрывать на части объекты, которые только приближаются к горизонту событий", — объясняет астрофизик.

Падающие в черную дыру объекты будут растягиваться как лапша, этот процесс ученые называют спагеттификацией.

В моделировании горизонт событий черной дыры простирается на 25 млн км, что составляет около 17% расстояния от Земли до Солнца. Плоское и вращающееся облако горячего газа, которое называется аккреционным диском, окружает черную дыру и служит неким визуальным ориентиром во время падения.

По мере падения в черную дыру на видео появляются так называемые фотонные кольца – это свет, который совершил оборот вокруг черной дыры один или несколько раз. В завершении зрители видят звездное небо, которое постепенно исчезает из кадра.

Когда камера все больше приближается к черной дыре, достигая скорости света, свечение аккреционного диска и звезд на заднем плане усиливается. Их свет выглядит более ярким и белым.

В самом начале видео камера располагается на расстоянии почти 640 млн км от черной дыры. Далее диск черной дыры, фотонные кольца и ночное небо все больше искажаются и образуют множественные изображения. Такой эффект появляется из-за того, что свет от объектов попадает во все более искажающиеся части пространства-времени.

В реальности камере потребуется около 3 часов, чтобы добраться до горизонта событий черной дыры. Но для тех, кто будет наблюдать за аппаратом со стороны, он никогда не доберется до цели. Дело в том, что по мере приближения к горизонту событий пространство-время становится очень искаженным, поэтому камера будет замедляться для постороннего зрителя будет сперва замедляться, а потом и вовсе замрет. Именно поэтому астрономы вначале называли черные дыры "замершими звездами".

На самом горизонте событий само пространство-время течет внутрь черной дыры со скоростью света. Оказавшись внутри черной дыры все движется к ее центру – одномерной точке, называемой сингулярностью, в ней известные нам законы физики уже не работают.

"Как только камера пересечет горизонт событий, она будет уничтожена в результате спанеттификации всего за 12,8 секунд", — добавляет Шниттман.

От горизонта событий до сингулярности черной дыры будет 128 тыс. км, но полет аппарата закончится в мгновение ока.

Во втором сценарии ученые отправили камеру по орбите, близкой к горизонту событий, в которой аппарат не упал в черную дыру, а улетел в безопасное место. Если бы этот 6-часовой путь проделал космический корабль с астронавтом, то он бы вернулся на 36 минут моложе, чем его коллеги. Такое происходит, так как время течет медленнее рядом с мощными источниками гравитации, а также при движении со скоростью свети или близкой к ней.

"Ситуация могла бы стать еще сложнее, если бы черная дыра быстро вращалась, как в фильме "Интерстеллар", тогда астронавт вернулся бы на много лет моложе, чем его коллеги", — подытожили ученые.

Теги:nasa, черная дыра

Комментарии (0)
Войдите, чтобы оставить комментарий.