НАСА създава зашеметяваща нова визуализация на черна дупка

Симулирана черна дупка.

Кликнете, за да видите повече ъгли. | Черната дупка се вижда почти по ръба в тази нова визуализация от НАСА. Турбулентният газов диск около дупката придобива вид с двойна гърбица. Екстремната гравитация на черната дупка променя пътя на светлината, идваща от различни части на диска, създавайки изкривено изображение. „Това, което виждаме, зависи от нашия зрителен ъгъл“, каза НАСА. Изображение чрезЦентърът за космически полети Годард на НАСА/ Джеръми Шнитман.


НАСА пусна тази нова нова визуализация на черна дупка тази седмица, генерирана от астрофизикДжеръми Шнитман, използвайки персонализиран софтуер в Центъра за космически полети Годард на НАСА в Грийнбелт, Мериленд. Областите на опит на Шнитман включват изчислително моделиране на потоци на натрупване на черна дупка. Това е, което виждате в тази визуализация, потокът от материал около черна дупка, както може да изглежда, ако можете да видите дупката отблизо (но не твърде близо!) И отстрани. Да, черните дупки са черни; никаква светлина не може да им избяга. Цялото действие е в зоната, която непосредствено заобикаля дупката, тъй като мощната гравитация на дупката изкривява околностите й, изкривявайки гледката ни, каза НАСА, „като че ли се вижда в карнавално огледало“. НАСАобяснина 25 септември 2019 г.:

Визуализацията симулира появата на черна дупка, където падащата материя се е събрала в тънка, гореща структура, наречена акреционен диск. Екстремната гравитация на черната дупка изкривява светлината, излъчвана от различни области на диска, създавайки деформиран вид.


Ярките възли постоянно се образуват и разсейват в диска, докато магнитните полета се навиват и усукват през разбиващия се газ. Най-близо до черната дупка, газът орбитира със скорост, близка до скоростта на светлината, докато външните части се въртят малко по-бавно. Тази разлика разтяга и срязва ярките възли, създавайки светли и тъмни ленти в диска.

Погледнат отстрани, дискът изглежда по-ярък отляво, отколкото отдясно. Светещият газ от лявата страна на диска се движи към нас толкова бързо, че ефектите на относителността на Айнщайн му дават тласък в яркостта; обратното се случва от дясната страна, където газът, който се отдалечава от нас, става малко по-тъмен. Тази асиметрия изчезва, когато видим диска точно с лице към него, защото от тази гледна точка никой от материала не се движи по линията на нашето виждане.

Най-близо до черната дупка, гравитационното огъване на светлината става толкова прекомерно, че можем да видим долната страна на диска като ярък пръстен от светлина, привидно очертаващ черната дупка. Този така наречен „фотонен пръстен“ се състои от множество пръстени, които стават все по-слаби и по-тънки от светлина, която е обиколила черната дупка два, три или дори повече пъти, преди да избяга, за да достигне до очите ни. Тъй като черната дупка, моделирана в тази визуализация, е сферична, фотонният пръстен изглежда почти кръгъл и идентичен от всеки ъгъл на гледане. Вътре във фотонния пръстен е сянката на черната дупка, площ, приблизително два пъти по-голяма от хоризонта на събитията - нейната точка без връщане.

Кликнете, за да видите визуализацията на черната дупка от много различни ъгли.




Или вижте видеото по-долу.

Шнитман каза:

Симулации и филми като тези наистина ни помагат да си представим какво е имал предвид Айнщайн, когато е казал, че гравитацията изкривява тъканта на пространството и времето. Доскоро тези визуализации бяха ограничени до нашето въображение и компютърни програми. Никога не съм мислил, че е възможно да се види истинска черна дупка.


И все пак – както мнозина си спомнят – на 10 април тази година екипът на Event Horizon Telescopeосвободенпървото по рода си изображение на сянката на черна дупка с помощта на радионаблюдения на сърцето на галактиката M87.

Жълто-оранжева форма на поничка с по-ярки ивици в по-широката част.

Не е симулация. Това не е концепция на художник. Това е първото радио изображение на черна дупка в галактиката M87. Това дълго търсено изображение – публикувано на 10 април 2019 г. от екипа на Event Horizon Telescope – предостави най-силното доказателство досега за съществуването на свръхмасивни черни дупки. Той отвори нов прозорец към изследването на черните дупки, техните хоризонти на събития и гравитацията. Изображение чрез Event Horizon Telescope Collaboration.Прочетете повече за това изображение.

В крайна сметка: В продължение на десетилетия астрономическите теоретици ни казваха, че мощната гравитация на черна дупка би изкривила пространството около нея. Тази нова визуализация от Центъра за космически полети Годард на НАСА е най-доброто, което показва как точно.

Кликнете, за да видите визуализацията на черната дупка от много различни ъгли.


Чрез НАСА