Дали некогаш сте се запрашале што се случува кога ќе паднете во црна дупка? Сега, благодарение на новата, извонредна визуелизација произведена на суперкомпјутер на НАСА, гледачите можат да се фрлат во хоризонтот на настани – точката на црна дупка од која нема враќање.
„Луѓето честопати прашуваат за ова, а симулирањето на овие процеси кои тешко се замислуваат ми помага да ја поврзам математиката на релативноста со вистинските последици во реалниот универзум“, рече Џереми Шнитман, астрофизичар во Центарот за вселенски летови Годард на НАСА во Гринбелт, Мериленд, кој ги создаде визуелизациите. „Значи, симулирав две различни сценарија, едното каде камерата – држач за смел астронаут – едноставно го промашува хоризонтот на настани и снимките се враќаат надвор, и едно каде што ја преминува границата, запечатувајќи ја својата судбина.
Визуелизациите се достапни во повеќе форми. Видеата со објаснување делуваат како водичи за разгледување знаменитости, осветлувајќи ги бизарните ефекти на општата теорија на релативноста на Ајнштајн. Верзиите прикажани како видеа од 360 степени им овозможуваат на гледачите да гледаат насекаде за време на патувањето,.
За да ги создаде визуелизациите, Шнитман се здружи со колегата научник од Годард, Брајан Пауел и го користеше суперкомпјутерот Discover во Центарот за климатска симулација на НАСА. Проектот генерираше околу 10 терабајти податоци – што е еквивалентно на приближно половина од проценетата текстуална содржина во Конгресната библиотека – и траеше околу 5 дена на само 0,3% од 129.000 процесори на Discover. Истиот подвиг би траел повеќе од една деценија на типичен лаптоп.
Дестинацијата е супермасивна црна дупка со маса 4,3 милиони пати поголема од нашето Сонце, што е еквивалентно на „чудовиштето“ сместено во центарот на нашата галаксија Млечен Пат.
„Црните дупки со ѕвездена маса, кои содржат до околу 30 соларни маси, поседуваат многу помали хоризонти на настани и посилни плимни сили, кои можат да ги распарчат објектите што се приближуваат пред да стигнат до хоризонтот“, објасни Шнитман.
Ова се случува затоа што гравитационото влечење на крајот на објектот поблиску до црната дупка е многу посилно од она на другиот крај. Објектите што паѓаат се протегаат како тестенини, процес што астрофизичарите го нарекуваат шпагетификација.
Хоризонтот на настани на симулираната црна дупка се протега на околу 16 милиони милји (25 милиони километри), или околу 17% од растојанието од Земјата до Сонцето. Рамен, вртлив облак од врел, блескав гас наречен акреционен диск го опкружува и служи како визуелна референца за време на падот. Истото го прават и светлечките структури наречени фотонски прстени, кои се формираат поблиску до црната дупка од светлината што орбитирала околу неа еднаш или повеќе пати. Позадината на ѕвезденото небо гледано од Земјата ја комплетира сцената.
Како што камерата се приближува до црната дупка, достигнувајќи брзина сè поблиска до онаа на светлината, сјајот од акрецискиот диск и ѕвездите во заднина се засилуваат на ист начин како што се зголемува звукот на тркачкиот автомобил што доаѓа. Нивната светлина изгледа посветла и побела кога се гледа во насоката на патување.
Снимките започнуваат со камерата сместена на речиси 640 милиони километри, а црната дупка брзо го исполнува погледот. По патот, дискот на црната дупка, фотонските прстени и ноќното небо стануваат сè повеќе искривени – па дури и формираат повеќе слики додека нивната светлина минува низ сè повеќе искривениот простор-време.
Во реално време, на камерата и се потребни околу 3 часа за да падне до хоризонтот на настани, извршувајќи речиси две целосни 30-минутни орбити на патот. Но, за секој што набљудува од далеку, никогаш нема да стигне до таму. Како што простор-времето станува сè повеќе искривено поблиску до хоризонтот, сликата на камерата би се забавила, а потоа би изгледала како да се замрзнува. Ова е причината зошто астрономите првично ги нарекуваа црните дупки како „замрзнати ѕвезди“.
На хоризонтот на настани, дури и самото време-простор тече навнатре со брзината на светлината, космичкото ограничување на брзината. Откако ќе влезе во неа, и камерата и простор-времето во кое се движи брзаат кон центарот на црната дупка – еднодимензионална точка наречена сингуларност, каде што законите на физиката како што ги знаеме престануваат да функционираат.
„Штом камерата ќе го помине хоризонтот, нејзиното уништување со шпагетификација е на само 12,8 секунди“, рече Шнитман. Оттаму, тоа е само 79.500 милји (128.000 километри) до единственоста. Овој последен дел од патувањето завршува додека трепнете.
Ако астронаут летал со вселенско летало на ова 6-часовно кружно патување додека неговите колеги на мајтичниот вселенски брод останале далеку од црната дупка, тој би се вратил 36 минути помлад од неговите колеги. Тоа е затоа што времето минува побавно во близина на силен гравитациски извор и кога се движи блиску до брзината на светлината.
„Оваа ситуација може да биде уште поекстремна“, забележа Шнитман. „Доколку црната дупка брзо се ротира, како онаа прикажана во филмот „Interstellar“ од 2014 година, тој би се вратил многу години помлад од неговите колеги.
извор: НАСА
Подготви: Ј. Ѓ.
