Падение внутрь черной дыры: что происходит за пределами горизонта событий

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

Как в ранней Солнечной системе были распределены металлы
Земная атмосфера способна защитить нас от близкой вспышки сверхновой
Они среди нас: ученые Гарварда предполагают, что пришельцы маскируются под людей
NASA потратит 19,5 млн долларов на запуск фальшивой звезды
Марсоход Perseverance доехал до Светлого ангела
Путешествие к Марсу ценой почек: организм человека не выдержит межпланетный перелет
В Англии экоактивисты облили краской древнюю обсерваторию
Кратеры и ржавчина: TGO сфотографировал богатый металлами участок на Марсе
Темой международного хакатона NASA в 2024 году станет Солнце
Красные и коричневые карлики: Очень Большой телескоп нашел скрытые спутники ярких звезд