Черные дыры являются самыми странными объектами Вселенной. Их поведение, кажется, лежит за пределами человеческого восприятия, впрочем, они полностью соответствуют законам физики. Именно поэтому черные дыры будоражат умы астрофизиков, и заставляют их теоретизировать и рассуждать о том, как выглядит падение внутрь черной дыры. Наконец, исследователи NASA сделали еще один шаг вперед, создав анимацию, которая демонстрирует то, что происходит внутри горизонта событий.
Черные дыры — одни из самых плотных объектов во Вселенной. Они получили такое название из-за того, что их гравитация настолько интенсивна, что свет не способен вырваться из их горизонта событий. Чтобы преодолеть гравитацию черной дыры, вторая космическая скорость должна превысить скорость света, а это невозможно. На границе черной дыры находится ее аккреционный диск — яркий оранжево-желтый вихрь разогретого материала, который черная дыра притягивает к себе. Постепенно части аккреционного диска падают в черную дыру, вызывая видимые вспышки, которые заметны во время наблюдений.
Анимации падения в черные дыры создавались и раньше. Например, в фантастическом фильме «Интерстеллар» герой Мэтта Макконахи намеренно погрузился в черную бездну — вымышленную сверхмассивную черную дыру Гаргантюа, которая в 4,3 млн раз превышает массу Солнца. Впрочем, в отличие от кинофильма, в новой анимации от NASA ученые использовали больше теоретических расчетов, чтобы создать более точное представление о путешествии внутрь среднестатистической черной дыры.
«Мы смоделировали два разных сценария. В первом камера просто промахивается мимо горизонта событий и вылетает обратно. Во втором очевидец пересекает границу, падая навстречу своей предопределенной судьбе», — сказал Джереми Шниттман, астрофизик из Центра космических полетов им. Годдарда NASA.
Хотя мы можем изобразить черные дыры — телескоп Event Horizon впервые разглядел их тень в 2019 году, а в 2022-м получил первое изображение черной дыры в центре нашей галактики — их очень трудно изобразить. Поэтому для их симуляции используют суперкомпьютеры, чтобы они также могли смоделировать сложные физические процессы, которые происходят при приближении к такому гравитационному монстру. Обычному ноутбуку понадобилось бы более 10 лет для воспроизведения такой анимации. Но суперкомпьютер NASA Goddard’s Discover выполнил задачу всего за пять дней, использовав лишь 0,3% своей вычислительной мощности.
Визуализация начинается с камеры на расстоянии около 650 млн км от черной дыры. По мере того как зритель приближается к объекту, все, что он видит, как его поле зрения искажается, поскольку пространство-время искривляется черной дырой. По словам Шниттмана, как только он пересекает горизонт событий, зритель растягивается (спагетифицируется) и погружается в черное небытие менее чем за 13 секунд. Далее происходит путешествие внутри черной дыры: от точки спагетификации до сингулярности зрителю нужно преодолеть всего 128 тыс. км, что проходит почти мгновенно.
Ранее мы рассказывали о том, что будет в случае столкновения Солнца с миниатюрной черной дырой.
По материалам sciencealert.com
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
