Jeste li se ikada zapitali što se događa prilikom pada u crnu rupu? Zahvaljujući novoj vizualizaciji koju je stvorila NASA-ina ekipa na superračunalu, gledatelji sada mogu zakoračiti u takozvani događajni obzor, točku crne rupe iz koje nema povratka.
“Često dobivam pitanja o crnim rupama, a simuliranje ovih teško zamislivih procesa omogućuje mi da povežem matematiku relativnosti s konkretnim posljedicama u svemiru,” izjavio je Jeremy Schnittman, astrofizičar u NASA-inom Goddard Space Flight Center-u. “Simulirao sam dva scenarija: jedan u kojem kamera, kao zamjena za odvažnog astronauta, jedva izbjegne događajni obzor i izvuče se, i drugi gdje prelazi granicu, zapečativši svoju sudbinu.”
Vizualizacije su dostupne u raznim formatima. Videozapisi služe kao vodiči kroz fenomen crnih rupa, objašnjavajući neobične učinke opće teorije relativnosti. Verzija u 360 stupnjeva omogućujue gledateljima da se tijekom puta okrenu u bilo kojem smjeru, dok ostali videi prikazuju detaljne panoramske mape.
Schnittman je, u suradnji s kolegom Brianom Powellom, iskoristio superračunalo Discover iz NASA-inog Centra za klimatske simulacije za izradu vizualizacija. Projekt je generirao oko 10 terabajta podataka, što odgovara polovici ukupnog teksta u Kongresnoj knjižnici, a proces je trajao pet dana, koristeći samo 0,3% procesorske snage Discovera. Postignuće bi na standardnom prijenosnom računalu trajalo više od desetljeća.
Cilj simulacije je supermasivna crna rupa s masom 4,3 milijuna puta većom od mase Sunca, poput one smještene u središtu galaksije Mliječni put.
Bolje je pasti u supermasivnu crnu rupu
“Ako birate, bolje je pasti u supermasivnu crnu rupu,” kaže Schnittman. “Crne rupe zvjezdane mase, do 30 solarnih masa, imaju manje horizonte događaja i snažnije plimne sile koje mogu uništiti objekte prije nego što stignu do horizonta.”
Razlog leži u tome što je gravitacijska sila mnogo jača na kraju objekta bližem crnoj rupi. Predmeti koji padaju protežu se poput rezanaca u procesu poznatom kao ‘spaghettification.’
Događajni obzor simulirane crne rupe proteže se na oko 25 milijuna kilometara, ili oko 17% udaljenosti između Zemlje i Sunca. Oko njega se nalazi oblak užarenog plina, nazvan akrecijski disk, koji služi kao orijentir tijekom pada, kao i prstenovi fotona koji svijetle bliže crnoj rupi. Zvjezdano nebo u pozadini, kakvo se vidi sa Zemlje, zaokružuje prizor.
Dok se kamera približava crnoj rupi, sjaj akrecijskog diska i pozadinskih zvijezda pojačava se poput zvuka sportskog automobila, koji raste u tonu. Svjetlost postaje svjetlija i bjelja pri gledanju u smjeru kretanja.
Video zapisi započinju kamerom koja je gotovo 640 milijuna kilometara udaljena od crne rupe, no ubrzo crna rupa ispunjava cijeli kadar. Tijekom putovanja, akrecijski disk, prstenovi fotona i noćno nebo postaju sve iskrivljeniji, a svjetlost se više puta reflektira kroz iskrivljeni prostor-vrijeme.
Kameri u stvarnom vremenu treba oko tri sata da dosegne horizont događaja, izvodeći gotovo dvije pune 30-minutne orbite. Ipak, gledano izdaleka, nikad se ne čini da ga zapravo dosegne jer slika kamere usporava i čini se zamrznutom. Zato su crne rupe nekad bile poznate kao “zamrznute zvijezde.”
Blizu događajnog obzora
Na horizontu događaja, čak i prostor-vrijeme teče prema unutra brzinom svjetlosti. Jednom unutar horizonta, kamera se kreće prema singularnosti, jednodimenzionalnoj točki gdje zakoni fizike više ne vrijede.
“Jednom kad kamera prijeđe horizont, uništenje spaghettifikacijom udaljeno je samo 12,8 sekundi,” kaže Schnittman. Od tamo, ostaje 128.000 kilometara do singularnosti. Taj posljednji dio putovanja završi u trenutku.
U alternativnom scenariju, kamera kruži blizu horizonta događaja, ali ga ne prelazi, već uspije pobjeći. Kad bi astronaut upravljao letjelicom na ovom šestosatnom putovanju dok su kolege na matičnom svemirskom brodu, vratio bi se 36 minuta mlađi zbog sporijeg protoka vremena u snažnom gravitacijskom polju.
“Ovo može biti još ekstremnije,” primijetio je Schnittman. “Da se crna rupa brzo rotira, kao ona u ‘Interstellaru’, astronaut bi se vratio nekoliko godina mlađi.”
Video:
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
