NASA'nın en son kara delik görselleştirmesi daha önce görülmemiş gözlemler sunuyor

Bir kara deliğe düştüğünüzde ne olacağını hiç merak ettiniz mi? Artık NASA'nın süper bilgisayarında üretilen yeni, sürükleyici görselleştirme sayesinde izleyiciler, kara deliğin geri dönüşü olmayan noktası olan olay ufkuna dalabilirler.

Harvard Üniversitesi'nden astrofizikçi Jeremy Schnittman, “İnsanlar sıklıkla bunu soruyor ve bu hayal edilmesi zor süreçleri simüle etmek, göreceli matematiği gerçek evrendeki gerçek sonuçlarla ilişkilendirmeme yardımcı oluyor” dedi. NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi Greenbelt, Maryland'de görselleştirmeleri yaratan kişi. “Böylece iki farklı senaryoyu simüle ettim; biri cesur bir astronotun yerini alan kameranın olay ufkunu ıskaladığı ve sapanla geri döndüğü, diğeri ise sınırı geçerek kaderini belirlediği senaryo.”

Görselleştirmeler birden fazla biçimde mevcuttur. Açıklayıcı videolar, Einstein'ın genel görelilik teorisinin garip etkilerini vurgulayan gezi rehberleri görevi görüyor. 360 derecelik videolar olarak sunulan versiyonlar, uçuş sırasında izleyicilerin çevreyi görmesine olanak tanırken, diğerleri tüm gökyüzünün düz haritaları görevini görüyor.

Schnittman, görselleştirmeleri oluşturmak için Goddard'lı bilim insanı Brian Powell ile işbirliği yaptı ve Discover süper bilgisayarını kullandı. NASA İklim Simülasyon Merkezi. Proje, yaklaşık 10 terabaytlık veri üretti; bu, tahmin edilen metin içeriğinin yaklaşık yarısına denk geliyor. Kongre Kütüphanesi – Discover'ın 129.000 işlemcisinin yalnızca %0,3'ünün çalışması yaklaşık 5 gün sürdü. Aynı başarı, tipik bir dizüstü bilgisayarda on yıldan fazla zaman alır.

Hedef, Güneşimizin kütlesinin 4,3 milyon katı olan, Samanyolu Galaksimizin merkezindeki canavara eşdeğer süper kütleli bir kara deliktir.

Schnittman, “Seçme şansınız olsaydı devasa bir kara deliğin içine düşmek isterdiniz” diye açıkladı. “Yaklaşık 30 güneş kütlesine sahip olan yıldız kütleli kara delikler, çok daha küçük olay ufuklarına ve daha güçlü gelgit kuvvetlerine sahip olup, yaklaşan nesneleri ufka ulaşmadan önce parçalayabilir.”

Bunun nedeni, kara deliğe yakın bir nesnenin bir ucundaki çekim kuvvetinin, diğer ucundaki çekim kuvvetinden çok daha güçlü olmasıdır. Düşen nesneler, astrofizikçilerin “kılcal damar hareketi” olarak adlandırdığı bir süreç gibi genişler. makarna.

Simüle edilen kara deliğin olay ufku yaklaşık 16 milyon mil (25 milyon km) veya Dünya'dan güneşe olan mesafenin yaklaşık %17'si kadar uzanır. Birikme diski adı verilen düz, dönen, sıcak, parlak bir gaz bulutu ile çevrilidir ve düşme sırasında görsel bir referans görevi görür. Aynı şey, kara deliğin yakınında bir veya daha fazla kez yörüngesinde dönen ışıktan oluşan, foton halkaları adı verilen parlak yapılar için de geçerli. Dünya'dan görülen yıldızlı gökyüzünün arka planı sahneyi tamamlıyor.

Kamera kara deliğe yaklaşıp ışık hızına yakın bir hıza ulaştığında, birikim diskinden ve arka plandaki yıldızlardan gelen parıltı, yaklaşmakta olan bir yarış arabasının sesiyle aynı şekilde güçlendiriliyor. Işıkları hareket yönüne bakıldığında daha parlak ve beyaz görünür.

Filmler, kara deliğin sahneyi hızla doldurmasıyla yaklaşık 400 milyon mil (640 milyon kilometre) uzakta bulunan kamerayla başlıyor. Yol boyunca, kara delik diski, foton halkaları ve gece gökyüzü giderek bozuluyor ve hatta ışıkları giderek bozulan uzay-zamandan geçerken birden fazla görüntü oluşturuyor.

Gerçek zamanlı olarak, kameranın olay ufkuna ulaşması yaklaşık 3 saat sürüyor ve yol boyunca 30 dakikalık neredeyse iki tam yörünge gerçekleştiriyor. Ancak uzaktan izleyen biri için asla oraya varamayacaktır. Uzay-zaman ufka yakın bir yerde daha da bozuldukça, kamera görüntüsü yavaşlayacak ve daha sonra yakınlarda donmuş gibi görünecek. Bu nedenle gökbilimciler başlangıçta kara deliklere “buzlu yıldızlar” adını verdiler.

Olay ufkunda, uzay-zamanın kendisi bile kozmik maksimum hız olan ışık hızıyla içeriye doğru akar. İçeri girdikten sonra, hem kamera hem de içinde hareket ettiği uzay-zaman, kara deliğin merkezine doğru itilir; bu tek boyutlu bir noktaya… benzersizlikBildiğimiz fizik yasalarının işlemediği yer.

Schnittman, “Kamera ufku geçtiğinde spagetti tarafından yok edilmeye yalnızca 12,8 saniye kaldı” dedi. Buradan tekilliğe yalnızca 79.500 mil (128.000 km) uzaklıktadır. Yolculuğun bu son ayağı göz açıp kapayıncaya kadar bitti.

Alternatif senaryoda, kamera olay ufkunun yakınına döner ancak asla onu geçmez ve güvenli bir yere kaçar. Bir astronot, mürettebatı kara delikten uzakta ana gemideyken bu 6 saatlik gidiş-dönüş yolculuğunda bir uzay aracıyla uçarsa, mürettebat arkadaşlarından 36 dakika daha genç geri dönecekti. Bunun nedeni, güçlü bir çekim kaynağının yakınında ve ışık hızına yakın bir hızla hareket ederken zamanın daha yavaş akmasıdır.

Schnittman, “Bu durum daha aşırı olabilir” dedi. “Eğer kara delik 2014'teki Yıldızlararası filminde gösterildiği gibi hızla dönüyor olsaydı, gemi arkadaşlarından çok daha genç olurdu.”