Studio de vizualizări științifice NASA a publicat un videoclip care arată cum ar arăta din lateral un sistem de două găuri negre. Astfel de videoclipuri impresionante sunt create nu numai în scopuri educaționale, ci sunt importante pentru înțelegerea fenomenelor astronomice observate de oamenii de știință.
Simularea a fost publicată pe site-ul agenției, arată crearea modelului și calculele acestuia pe supercomputerul Discover al Centrului pentru Simulări Climatice NASA. Pentru a efectua toate calculele necesare, a fost nevoie de aproape o zi întreagă și de peste 2,5 mii de nuclee de procesor. O astfel de vizualizare ar dura 10 ani de funcționare a unui computer puternic obișnuit.
Videoclipul de mai jos arată rezultatul calculării căilor fotonilor emiși de discurile de acreție găuri negre, care trec prin spațiu-timp deformat. Masa totală a acestor obiecte astronomice este de 300 de milioane din Sorii noștri. O gaură neagră cu un disc de acreție portocaliu este de două ori mai masivă decât alta cu unul albastru.
Interesant este că culorile nu sunt alese pur și simplu pentru claritate. Ele, deși hipertrofiate, reflectă diferența reală de temperatură a materiei care cade pe o gaură neagră. În videoclip, puteți observa imediat câteva efecte prezise de Teoria relativității. Cea mai evidentă este lentila gravitațională. Acesta este un fenomen optic exprimat prin așa-numitele inele sau arcurile lui Einstein, arată ca multiple distorsiuni și reflecții circulare sau în formă de arc concentric ale obiectelor. Ele apar atunci când lumina trece în apropierea unui corp masiv. Gravitația sa distorsionează spațiu-timp atât de mult încât fotonii își schimbă traiectoria, ca într-o lentilă.
Datorită lentilelor gravitaționale de pe Pământ, puteți vedea obiecte atât de departe încât lumina lor nu ar ajunge niciodată pe planeta noastră. Dar există și cealaltă față a monedei - în cele mai multe cazuri, obiectele masive precum găurile negre nu sunt singure în spațiu, iar corpurile cerești interesante pentru oamenii de știință nu se află direct în spatele lor, ci la unghiuri diferite față de Pământ. Din această cauză, în realitate, inelele și arcurile de pe cer sunt departe de a fi la fel de îngrijite ca în cele mai simple simulări – imaginile galaxiilor îndepărtate sunt pline de distorsiuni și multiple reflecții ale stelelor.
Interesant de asemenea:
- Lumina polarizată dezvăluie secretele câmpului magnetic al unei găuri negre
- Astronomii au descoperit o gaură neagră supermasivă în mișcare
Pentru a distinge obiectele reale de efectele optice și vizualizările sunt necesare. Ele ajută la înțelegerea modului în care lumina va fi îndoită în diferite locații ale obiectelor masive. Și, desigur, este mai precis să interpretezi datele științifice obținute de telescoape.
Un alt efect optic interesant din videoclip este aberația relativistă: găurile negre par mai mici atunci când sunt mai aproape de observator. Când este privită din lateral, adică din planul de rotație al găurilor negre, o margine a discului de acumulare arată mai strălucitoare decât cealaltă. Acest lucru este explicat intensificare Doppler, ceea ce duce la faptul că sursa de radiație care se deplasează spre observator pare mai strălucitoare decât cea care se îndepărtează de el.
În general, videoclipul NASA nu este doar frumos, dar este plin de detalii interesante. Un privitor atent poate observa mai multe elemente interesante care demonstrează toată frumusețea lumii înconjurătoare. Din fericire, nu trebuie să ne apropiem de găurile negre pentru a ne bucura de ele.
Citeste si: