Нови суперкомпютърни симулации на НАСА разкриват какво би било да попаднеш в супермасивна черна дупка

Свръхмасивните черни дупки са способни яростно да поглъщат цели звезди, изкривявайки тъканта на пространство-времето с тяхната почти необозрима маса и гравитационно влияние. Неговата огромна сила и мистериозна природа са пленили въображението на поколения учени и художници, от Алберт Айнщайн до Кристофър Ноланд, които са се опитвали да направят непознаваемото разбираемо чрез своите аудио-визуални произведения на изкуството и пионерски изследвания.

Сега нов набор от Суперкомпютърна симулация на НАСА Той дава на публиката шанс да види отблизо реалността, която променя влиянието на тези космически обекти, като показва какво би било да пътуваш през хоризонта на събитията на свръхмасивна черна дупка с маса, еквивалентна на 4,3 милиона слънца.

„Хората често питат за това и симулирането на тези трудни за представяне процеси ми помага да свържа релативистичната математика с действителните последствия в реалната вселена“, обясни астрофизикът на НАСА Джеръми Шнитман от Центъра за космически полети Годард в Грийнбелт, Мериленд. Работих върху създаването на визуализации. „Така че симулирах два различни сценария, единият, при който камерата – заемайки мястото на смел астронавт – пропуска хоризонта на събитията и се връща с прашката, а другият, когато пресича границата, определяйки съдбата й.“

Чудили ли сте се какво се случва, когато попаднете в черна дупка?

Благодарение на нова, завладяваща визуализация, създадена от суперкомпютъра на НАСА, ние започваме #Седмица на черната дупка С хипотетично слизане в хоризонта на събитията – точката, от която няма връщане за черната дупка: https://t.co/aIk9MC1ayK pic.twitter.com/CoMsArORj4

– НАСА (@NASA) 6 май 2024 г

Симулациите са проектирани от Шнитман и колегата учен от НАСА Брайън Пауъл, използвайки суперкомпютъра Discover, разположен в Центъра за климатични симулации на НАСА. Според агенцията на един типичен лаптоп щеше да отнеме около десетилетие, за да се справи с масивната задача, но 129 000 процесора на Discover успяха да компилират визуализациите само за пет дни, използвайки само 0,3 процента от неговата изчислителна мощност.

Сингулярността в сърцето на симулациите е създадена, за да има същата маса като свръхмасивната черна дупка в сърцето на Млечния път, известна като Стрелец A* (Sgr A*). Както обясни Шнитман, удивителният размер на супермасивна черна дупка може да бъде в полза на астронавтите, като им помогне да оцелеят до момента, в който безстрашният изследовател премине през хоризонта на събитията, в който момент те ще бъдат разкъсани чрез процес, известен като спагетитизация .

„Рискът от спагети е много по-голям за малки черни дупки, равни на масата на нашето Слънце“, каза Шнитман в имейл до IGN. За тях приливните сили биха разкъсали всеки нормален космически кораб много преди да достигне хоризонта. За свръхмасивни черни дупки като Стрелец A*, хоризонтът е толкова голям, че изглежда плосък, точно както кораб в океана не рискува да „падне над хоризонта“, въпреки че лесно може да падне над водопад на повърхността на вода. Малка река.“

Астрофизикът от НАСА продължи: „За да изчислим точната точка на превръщане в спагети, използвахме силата на типично човешко тяло, което вероятно няма да издържи повече от 10 грама ускорение, така че това е точката, в която обявихме унищожаването на камерата.“ . „За Стрелец A* това съответства само на 1% от радиуса на хоризонта на събитията, с други думи, камерата/астронавтът пресича хоризонта и след това оцелява 99% от пътя до сингулярността, преди да бъде разкъсан нагоре от екстремна радиация, но това е история за друг ден.

Какво всъщност ще види безстрашният изследовател, когато се потопи в един от най-тъмните джобове на Вселената? Е, както подсказва името му, сингулярността в центъра на която и да е черна дупка е невъзможно да се наблюдава директно, поради факта, че нейната гравитация не позволява дори на самата светлина да избяга от хоризонта на събитията, след като премине през него. Въпреки това астрономите Ние сме Може да наблюдава светещата маса от изключително горещ материал, заобикаляща черната дупка, която се утаява в плосък диск, тъй като е неумолимо издърпана към хоризонта на събитията.

Суперкомпютърните визуализации на НАСА разкриват в изключителни детайли как масата от 4,3 милиона слънца може радикално да изкриви светлината от плосък акреционен диск. Всяка симулация започва с взиране в черната дупка от разстояние около 400 милиона мили. Оттук ефектът от гравитацията на космическия левиатан вече може да се наблюдава, тъй като той манипулира светлината на диска, за да рамкира горната и долната част на хоризонта на събитията, повтаряйки появата на черната дупка „Гаргантюа“, наблюдавана във филма на Кристофър Ноланд от 2014 г. „Интерстелар“.

Докато полетът продължава, ефектът от свръхмасивната черна дупка се засилва, за да създаде калейдоскоп от променящи се фотонни линии, които стават все по-тънки, когато астронавтът се приближава и преминава през хоризонта на събитията.

НАСА качи множество версии на симулациите в Youtubeвключително 360-градусов видеоклип в YouTube, който дава свобода на зрителите Нека се огледаме, докато падат в най-дълбоките космически ямиили алтернативно, Пътуване, за да избягате от ненаситното влечение на ексклузивността. Някои от видеоклиповете показват също информация относно перспективата на камерата и как релативистични ефекти като забавяне на времето – феномен, при който времето тече с различни скорости за различните наблюдатели в зависимост от това къде се намират и колко бързо се движат – биха повлияли на човек, докато те приближете се до сингулярността.

Вижте тази статия на IGN за обяснение какво е забавяне на времето и как може да бъде главоболие за бъдещи астронавти, изследващи далечни звезди. За повече астрономически новини, защо не прочетете за звезден изблик, който се случва веднъж в живота, който трябва да бъде видим от Земята по-късно тази година, или да научите как милиони играчи на Frontiers са колективно изброени като автори на аналози на предварително прегледани научни изследвания.

Кредит за изображение: НАСА

Антъни е сътрудник на свободна практика, който отразява новини за науката и видеоигрите за IGN. Той има над осем години опит в отразяването на революционни разработки в множество научни области и няма абсолютно никакво време да ви заблуждава. Следвайте го в Twitter @BeardConGamer