Noile simulări de supercomputer NASA dezvăluie cum ar fi să cazi într-o gaură neagră supermasivă

Găurile negre supermasive sunt capabile să devoreze violent stele întregi, deformând țesătura spațiu-timpului cu masa lor aproape insondabilă și influența gravitațională. Puterea sa imensă și natura misterioasă au captat imaginația generațiilor de oameni de știință și artiști, de la Albert Einstein la Christopher Noland, care au căutat să facă necunoscutul de înțeles prin lucrările lor audio-vizuale de artă și cercetările de pionierat.

Acum un nou set de Simulare supercomputer NASA Oferă publicului șansa de a vedea de aproape realitatea care curbează influența acestor obiecte cosmice, arătând cum ar fi să călătorești prin orizontul de evenimente al unei găuri negre supermasive cu o masă echivalentă cu 4,3 milioane de sori.

„Oamenii întreabă adesea despre acest lucru, iar simularea acestor procese greu de imaginat mă ajută să conectez matematica relativistă cu consecințele reale din universul real”, a explicat astrofizicianul NASA Jeremy Schnittman de la Goddard Space Flight Center din Greenbelt, Maryland. Am lucrat la crearea de vizualizări. „Așa că am simulat două scenarii diferite, unul în care camera – luând locul unui astronaut îndrăzneț – ratează orizontul evenimentului și se întoarce cu praștia, iar unul în care trece granița, determinându-și soarta.”

Te-ai întrebat vreodată ce se întâmplă când cazi într-o gaură neagră?

Datorită unei noi vizualizări captivante, produsă pe supercomputerul NASA, începem #BlackHoleWeek Cu o coborâre ipotetică în orizontul evenimentelor – punctul fără întoarcere pentru gaura neagră: https://t.co/aIk9MC1ayK pic.twitter.com/CoMsArORj4

– NASA (@NASA) 6 mai 2024

Simulările au fost concepute de Schnittman și de un coleg de știință al NASA, Brian Powell, folosind supercomputerul Discover situat la Centrul de simulare climatică al NASA. Potrivit agenției, i-ar fi fost nevoie un laptop obișnuit de aproximativ un deceniu pentru a se ocupa de această sarcină masivă, dar cele 129.000 de procesoare ale lui Discover au reușit să compileze vizualizările în doar cinci zile, folosind doar 0,3% din puterea sa de calcul.

Singularitatea din centrul simulărilor a fost creată pentru a avea aceeași masă ca gaura neagră supermasivă din inima Căii Lactee, cunoscută sub numele de Săgetător A* (Sgr A*). După cum a explicat Schnittman, dimensiunea uimitoare a unei găuri negre supermasive ar putea funcționa în avantajul astronauților, ajutându-i să supraviețuiască până în punctul în care exploratorul îndrăzneț trece prin orizontul evenimentelor, moment în care vor fi sfâșiați printr-un proces cunoscut sub numele de spaghetizare. .

„Riscul de spaghete este mult mai mare pentru găurile negre mici echivalente cu masa Soarelui nostru”, a spus Schnittman într-un e-mail către IGN. Pentru ei, forțele mareelor ​​ar distruge orice navă spațială normală cu mult înainte de a ajunge la orizont. Pentru găurile negre supermasive precum Săgetătorul A*, orizontul este atât de mare, încât pare plat, la fel cum o navă în ocean nu riscă să „cade peste orizont”, chiar dacă ar putea cădea cu ușurință peste o cascadă de la suprafața apă. Un râu mic.”

Astrofizicianul NASA a continuat: „Pentru a calcula punctul exact de transformare în spaghete, am folosit forța unui corp uman tipic, care probabil nu ar rezista la mai mult de 10 grame de accelerație, așa că acesta este punctul în care am anunțat distrugerea camera.” . „Pentru Săgetător A*, aceasta corespunde doar la 1% din raza orizontului evenimentului. Cu alte cuvinte, camera/astronautul traversează orizontul și apoi supraviețuiește 99% din drumul către singularitate înainte de a fi rupt sau ars sus de radiații Extreme, dar asta e o poveste pentru altă zi.

Cât despre ce va vedea de fapt exploratorul îndrăzneț când se scufundă într-unul dintre cele mai întunecate buzunare ale universului? Ei bine, așa cum sugerează și numele, singularitatea din centrul oricărei găuri negre este imposibil de observat în mod direct, datorită faptului că gravitația ei împiedică chiar și lumina însăși să scape din orizontul evenimentelor odată ce trece prin el. Cu toate acestea, astronomii Noi suntem Capabil să observe masa strălucitoare a materialului extrem de fierbinte care înconjoară gaura neagră, care se instalează într-un disc plat pe măsură ce este trasă inexorabil către orizontul evenimentelor.

Vizualizările supercomputerelor NASA dezvăluie în detaliu rafinat modul în care masa a 4,3 milioane de sori ar putea distorsiona radical lumina de pe un disc plat de acreție. Fiecare simulare începe cu privirea la gaura neagră de la o distanță de aproximativ 400 de milioane de mile. De aici, efectul gravitației leviatanului cosmic poate fi deja observat, deoarece manipulează lumina discului pentru a încadra partea de sus și de jos a orizontului evenimentelor, reluând aspectul găurii negre „Gargantua” văzută în filmul lui Christopher Noland din 2014, Interstellar.

Pe măsură ce zborul continuă, efectul găurii negre supermasive se intensifică pentru a crea un caleidoscop de linii fotonice în mișcare, care devin din ce în ce mai subțiri pe măsură ce astronautul se apropie și trece prin orizontul evenimentelor.

NASA a încărcat mai multe versiuni ale simulărilor pe Youtubeinclusiv un videoclip YouTube la 360 de grade care oferă spectatorilor frâu liber Să ne uităm în jur în timp ce ele cad în cele mai adânci gropi cosmicesau alternativ, Călătorind pentru a scăpa de atracția nesățioasă a exclusivității. Unele dintre videoclipuri arată, de asemenea, informații despre perspectiva camerei și modul în care efectele relativiste, cum ar fi dilatarea timpului – un fenomen în care timpul trece cu viteze diferite pentru diferiți observatori, în funcție de locul în care se află și cât de repede se mișcă – ar afecta o persoană pe măsură ce aceasta abordează singularitatea.

Consultați acest articol IGN pentru o explicație despre ce este dilatarea timpului și cum ar putea fi o durere de cap pentru viitorii astronauți care explorează stelele îndepărtate. Pentru mai multe știri despre astronomie, de ce să nu citiți despre o explozie stelară o dată în viață, care ar trebui să fie vizibilă de pe Pământ mai târziu în acest an, sau să aflați cum milioane de jucători Frontiers sunt enumerați colectiv ca autori ai unui studiu științific revizuit anterior.

Credit imagine: NASA

Anthony este un colaborator independent care acoperă știri despre știință și jocuri video pentru IGN. Are peste opt ani de experiență acoperind evoluții de ultimă oră în mai multe domenii științifice și nu are absolut timp să te păcălească. Urmărește-l pe Twitter @BeardConGamer