Studio av vetenskapliga visualiseringar NASA publicerade en video som visar hur ett system med två svarta hål skulle se ut från sidan. Sådana imponerande videor skapas inte bara för utbildningsändamål, de är viktiga för att förstå de astronomiska fenomen som observerats av forskare.
Simuleringen publicerades på myndighetens hemsida, den visar skapandet av modellen och dess beräkningar på Discover superdator av Center for Climate Simulations NASA. För att utföra alla nödvändiga beräkningar tog det nästan en hel dag och mer än 2,5 tusen processorkärnor. Sådan visualisering skulle ta 10 års drift av en vanlig kraftfull PC.
Videon nedan visar resultatet av beräkningen av vägarna för fotoner som emitteras av ackretionsskivor svarta hål, som passerar genom skev rumtid. Den totala massan av dessa astronomiska objekt är 300 miljoner av våra solar. Ett svart hål med en orange ansamlingsskiva är dubbelt så massivt som ett annat med en blå.
Intressant nog är färgerna inte valda bara för tydlighetens skull. De, även om de är hypertrofierade, återspeglar den verkliga skillnaden i temperaturen hos materia som faller på ett svart hål. I videon kan du omedelbart märka flera effekter som förutspåtts av relativitetsteorin. Den mest uppenbara är gravitationslinser. Detta är ett optiskt fenomen som uttrycks av så kallade ringar eller Einsteins bågar, ser ut som flera koncentriska bågformade eller cirkulära förvrängningar och rereflektioner av objekt. De uppstår när ljus passerar nära en massiv kropp. Dess gravitation förvränger rum-tiden så mycket att fotoner ändrar bana, som i en lins.
Tack vare gravitationslinser från jorden kan du se objekt så långt bort att deras ljus aldrig skulle nå vår planet annars. Men det finns också den andra sidan av myntet - i de flesta fall är massiva föremål som svarta hål inte ensamma i rymden, och himlakroppar som är intressanta för forskare är inte direkt bakom dem, utan i olika vinklar i förhållande till jorden. På grund av detta är i verkligheten ringarna och bågarna på himlen långt ifrån lika snygga som i de enklaste simuleringarna – bilder av avlägsna galaxer är fulla av förvrängningar och flera reflexer av stjärnor.
Också intressant:
- Polariserat ljus avslöjar hemligheterna bakom ett svart håls magnetfält
- Astronomer har upptäckt ett supermassivt svart hål i rörelse
För att skilja verkliga objekt från optiska effekter krävs och visualiseringar. De hjälper till att förstå hur ljus kommer att böjas på olika platser av massiva föremål. Och naturligtvis är det mer korrekt att tolka vetenskapliga data som erhållits med teleskop.
En annan intressant optisk effekt i videon är relativistisk aberration: svarta hål verkar mindre när de är närmare betraktaren. När den ses från sidan, det vill säga när den ses från rotationsplanet för svarta hål, ser en kant av accretionskivan ljusare ut än den andra. Detta förklaras Dopplerförbättring, vilket leder till att strålningskällan som rör sig mot observatören ser ljusare ut än den som rör sig bort från honom.
Sammantaget är NASA:s video inte bara vacker, utan full av intressanta detaljer. En uppmärksam tittare kan lägga märke till flera intressanta element som visar omgivningens skönhet. Som tur är behöver vi inte själva komma nära svarta hål för att njuta av dem.
Läs också: