Видео–записи са објашњењима служе као водичи за разгледање црних рупа и расветљују бизарне учинке Ајнштајнове опште теорије релативности. Овај подухват је генерисао око 10 терабајта података – што је количина упоредива с половином текстуалног садржаја у Kонгресној библиотеци.
Kако изгледају црне рупе споља или ближа околина, познато са снимака први пут уснимљеним 2019, а и према опонашањима из научнофантастичног Interstellar. До недавно нису постојале озбиљне научне симулације изнутра. Невоља је у томе што се из црних рупа не могу добити никакве информације. Подсетимо, црне рупе настају урушавањем материје у великим звездама, знатно већим од Сунца. Kада им понестане нуклеарног горива, унутрашњи притисак, настао у процесима фузије, ослаби и превладају силе гравитације. Тада почиње урушавање материје. Звезда експлодира у супернову, а оно што остане је црна рупа нешто мање масе. Црне рупе заузимају много мањи простор од звезда из којих су постале. Материја у средишту сабијена је у тачку која се назива сингуларитет. Црне рупе имају толико снажну гравитацију да ништа што им се довољно приближи више не може побећи, укључујући и светлост. Околна раван назива се хоризонт догађаја. Будући да из хоризонта догађаја ништа не може доћи до нас, немогуће је добити информације ни шта се збива иза.
Астрофизичар из НАСА Џереми Шнитмен недавно је помоћу суперрачунара Duiscover направио импресивне симулације које гледаоцима омогућују да уроне у хоризонт догађаја. „Симулирање тих тешко замисливих процеса помаже ми да повежем математику релативности са стварним последицама у свемиру”, рекао је овај научни из Годардовог центра за свемирске летове у Гринбелту. „Стога сам симулирао два различита сценарија, један у којем камера – замена за одважног астронаута – само промаши хоризонт догађаја и лансира се као из праћке и други када прелази границу, запечативши своју судбину.”
Видео-записи са објашњењима служе као водичи за разгледање црних рупа и расветљују бизарне учинке Ајнштајнове опште теорије релативности. Овај подухват је генерисао око 10 терабајта података – што је количина упоредива с половином текстуалног садржаја у Kонгресној библиотеци. Израда визуелизације обављена је на само 0,3% од Discover-ових 129.000 процесора, а трајала је око 5 дана. За исти посао на преносном рачунару требало би више од деценије. Иначе, приказана је супермасивна црна рупа с масом 4,3 милијуна пута већом од Сунчеве, што је еквивалентно чудовишту које се налази у средишту наше галаксије Млечни пут.
Дотични астрофизичар истиче да је, ако можемо бирати, боље упасти у супермасивну црну рупу, него у много мању, звездану црну рупу: „Црне рупе звездане масе, које садрже до приближно 30 соларних маса, имају много мање хоризонте догађаја и јаче плимске силе које могу растргнути предмете што се приближавају пре него што стигну до хоризонта догађаја”. То се догађа зато што је гравитациона сила на делу предмета или небеског тела ближем црној рупи много јача од оне која делује на удаљено. То што упада у такве црне рупе растеже се попут резанаца, па се назива шпгетирањем.
Хоризонт догађаја супермасивне црне рупе у симулацији протеже се на око 25 милиона километара, а то је око 17% удаљености Земље од Сунца. Окружује га раван сачињена од ковитлајућег облака врућег, светлећег гаса коју зову акрециони диск и служи као визуелна референца у току пада. Друга светлећа структура су фотонски прстенови, који се формирају ближе црној рупи од светлости која ју је обишла једном или више пута. Призор у визуелизацији употпуњује позадина звезданог неба какво видимо када гледамо са Земље.
Kако се камера приближава црној рупи, досежући брзине све ближе светлосној, сјај акреционог диска и позадинских звезда постаје све јачи. Њихово светло изгледа светлије и беље када се гледа у смеру кретања. Филмови почињу с камером удаљеном готово 640 милиона километара, а црна рупа убрзано испуњава цео видокруг. Успут, диск црне рупе, фотонски прстенови и ноћно небо постају све искривљенији и чак формирају вишеструке слике док њихова светлост пролази кроз све искривљенији простор-време.
У стварном времену камери су потребна отприлике 3 сата да упадне на хоризонт догађаја, при чему изводи две готово потпуне 30-минутне орбите око црне рупе. Но, за особу која би то посматрала издалека чинило би се да никада није упала. Kако простор-време постаје све искривљенији ближе хоризонту догађаја, слика камере би се успоравала, а затим би се чинило да се замрзнула. Због тога су астрономи црне рупе изворно прозвали „смрзнутим звијездама”. На хоризонту догађаја чак и сам простор-време тече ка унутра брзином светлости, космичком границом брзине. Kада једном уђу у њу, и камера и простор-време у којем се она креће јуре према средишту црне рупе, где закони физике какве познајемо престају да функционишу.
„Kада камера пређе хоризонт, њено уништење шпагетирањом удаљено је само 12,8 секунди”, нагласио је Шнитмен. Одатле је, пак, само 128.000 километара до сингуларности. Последња деоница путовања завршава у трен ока. У алтернативном сценарију камера кружи близу хоризонта догађаја, али никада не прелази руб и евентуално се удаљава на сигурно. Kада би астронаут летео свемирском летелицом на овом 6-сатном повратном путу, док његови колеге пребивају на матичном броду далеко од црне рупе, вратио би се 36 минута млађи од њих. То је зато што време пролази спорије за предмете и тела који се налазе у близини јаког гравитационог извора, а и за оне који се крећу брзином близу брзине светлости. „И то може бити екстремније”, додаје атрофизичар. „Да се црна рупа брзо окреће, попут оне приказане у филму Interstellar, особа би се вратила много година млађа од својих сапутника.” Погледајте: https://www.youtube.com/watch?v=chhcwk4-esM.
(Илустрација НАСА)
(Индекс)
