Un supercomputer della NASA ha prodotto un nuova visualizzazione immersiva che ci permette di entrare nell’orizzonte degli eventi, il punto di non ritorno di un buco nero.
“Le persone spesso me lo chiedono e simulare questi processi difficili da immaginare mi aiuta collegare la matematica della relatività con le conseguenze reali nell’universo reale“Jeremy Schnittman, un astrofisico del Goddard Space Flight Center della NASA che ha creato le visualizzazioni, ha detto in una dichiarazione. “Quindi Ho simulato due scenari diversiuno in cui una telecamera, una controfigura di un audace astronauta, semplicemente manca l’orizzonte degli eventi ed espelle, segnando il suo destino.”
Le visualizzazioni sono disponibile in molteplici forme. I video esplicativi fungono da guide turistiche, illuminando gli strani effetti della teoria generale della relatività di Einstein. Le versioni renderizzate come video a 360 gradi consentono agli spettatori di guardarsi intorno durante il viaggio Altri sono riprodotti come mappe piatte dell’intero cielo.
Per creare le visualizzazioni, Schnittman ha collaborato con lo scienziato Goddard Brian Powell e ha utilizzato il supercomputer Discover presso il Climate Simulation Center della NASA. Il progetto ha generato circa 10 terabyte di dati (equivalenti a circa la metà del contenuto testuale stimato nella Library of Congress) e Ci sono voluti circa cinque giorni per funzionare a solo lo 0,3% dei 129.000 processori di Discover. La stessa impresa richiederebbe più di un decennio su un tipico laptop.
il destino è a buco nero supermassiccio con 4,3 milioni di volte la massa del nostro soleequivalente al mostro situato al centro della nostra galassia, la Via Lattea.
“Se hai la scelta, vorrai cadere in un buco nero supermassiccio”, ha spiegato Schnittman. “Buchi neri di massa stellare, che Contengono fino a circa 30 masse solarihanno orizzonti degli eventi molto più piccoli e forze di marea più forti, che possono fare a pezzi gli oggetti in avvicinamento prima che raggiungano l’orizzonte.”
Ciò si verifica perché il attrazione gravitazionale all’estremità di un oggetto più vicino al buco nero è molto più forte di quello all’altra estremità. Gli oggetti che cadono si allungano come tagliatelleun processo che gli astrofisici chiamano spaghettizzazione.
L’orizzonte degli eventi del buco nero simulato si estende per circa 25 milioni di chilometri, ovvero circa il 17% della distanza tra la Terra e il Sole. Una nuvola piatta e vorticosa di gas caldo e luminoso chiamò disco di accrescimento Lo circonda e funge da riferimento visivo durante l’autunno. Lo stesso vale per le strutture luminose chiamate anelli fotonici, che si formano più vicini al buco nero dalla luce che lo ha orbitato una o più volte. Uno sfondo del cielo stellato visto dalla Terra completa la scena.
Mentre la telecamera si avvicina al buco nero, raggiungendo velocità sempre più vicine a quelle della luce stessala luminosità del disco di accrescimento e delle stelle di fondo viene amplificata in modo molto simile all’aumento del tono del suono di un’auto da corsa in avvicinamento. La sua luce sembra più brillante e più bianca guardando nella direzione di marcia.
I film Iniziano con la telecamera posizionata a 640 milioni di chilometri di distanza, e il buco nero riempie rapidamente la vista. Lungo il percorso, il disco del buco nero, gli anelli fotonici e il cielo notturno diventano sempre più distorti, formando persino immagini multiple mentre la sua luce attraversa lo spaziotempo sempre più deformato.
In tempo reale, la fotocamera ne riprende alcuni 3 ore per cadere nell’orizzonte degli eventi, eseguendo quasi due orbite complete di 30 minuti lungo il percorso. Ma per chi guarda da lontano, Non ci arriverei mai. Man mano che lo spaziotempo si distorce sempre più vicino all’orizzonte, l’immagine della telecamera rallenterebbe e sembrerebbe congelarsi appena sotto di essa. Questo è il motivo per cui gli astronomi originariamente si riferivano ai buchi neri come “stelle ghiacciate”.
Anche sull’orizzonte degli eventi lo spazio-tempo stesso scorre verso l’interno alla velocità della luce, il limite di velocità cosmica. Una volta dentro, sia la telecamera che lo spazio-tempo in cui si muove si precipitano verso il centro del buco nero, un punto unidimensionale chiamato singolaritàdove le leggi della fisica come le conosciamo smettono di funzionare.
“Una volta che la telecamera attraversa l’orizzonte, La tua distruzione tramite spaghettificazione è a soli 12,8 secondi di distanza“, ha detto Schnittman. Da lì mancano solo 128.000 chilometri alla singolarità. Quest’ultima tappa del viaggio termina in un batter d’occhio.
Nello scenario alternativo, la telecamera orbita vicino all’orizzonte degli eventi ma non lo attraversa mai e fugge per mettersi in salvo. Se un astronauta volasse su una navicella spaziale in questo viaggio di andata e ritorno di sei ore mentre i suoi colleghi su una nave madre rimanessero lontani dal buco nero, ritornerebbe 36 minuti più giovane dei suoi colleghi. Questo perché il tempo scorre più lentamente in prossimità di una forte sorgente gravitazionale e quando ci si muove a una velocità prossima a quella della luce.
“Questa situazione potrebbe anche essere più estremo“Schnittman ha notato.”Se il buco nero girasse rapidamentecome quello mostrato nel film Interstellar del 2014, Ritornerei molti anni più giovane rispetto ai suoi compagni missionari.
