Ateliér vedeckých vizualizácií NASA zverejnil video, ktoré ukazuje, ako by systém dvoch čiernych dier vyzeral zboku. Takéto pôsobivé videá vznikajú nielen na vzdelávacie účely, sú dôležité pre pochopenie astronomických javov pozorovaných vedcami.
Simulácia bola zverejnená na stránke agentúry, ukazuje tvorbu modelu a jeho výpočty na superpočítači Discover Centra pre simulácie klímy NASA. Vykonať všetky potrebné výpočty trvalo takmer celý deň a viac ako 2,5 tisíc jadier procesora. Takáto vizualizácia by bežnému výkonnému PC trvala 10 rokov prevádzky.
Video nižšie ukazuje výsledok výpočtu dráh fotónov emitovaných akrečnými diskami čierne diery, ktoré prechádzajú pokriveným časopriestorom. Celková hmotnosť týchto astronomických objektov je 300 miliónov našich Sĺnk. Čierna diera s oranžovým akrečným diskom je dvakrát tak masívna ako iná s modrým.
Zaujímavé je, že farby nie sú zvolené len kvôli prehľadnosti. Aj keď sú hypertrofované, odrážajú skutočný rozdiel v teplote hmoty dopadajúcej na čiernu dieru. Vo videu si môžete hneď všimnúť niekoľko efektov, ktoré predpovedala Teória relativity. Najzrejmejšia je gravitačná šošovka. Ide o optický jav vyjadrený takzvanými prstencami resp Einsteinove oblúky, vyzerá ako viacnásobné sústredné oblúkovité alebo kruhové deformácie a spätné odrazy objektov. Vznikajú, keď svetlo prechádza blízko masívneho telesa. Jeho gravitácia deformuje časopriestor natoľko, že fotóny menia trajektóriu ako v šošovke.
Vďaka gravitačnej šošovke zo Zeme môžete vidieť objekty tak ďaleko, že ich svetlo by inak na našu planétu nikdy nedosiahlo. Je tu však aj druhá strana mince – vo väčšine prípadov masívne objekty ako čierne diery nie sú vo vesmíre osamotené a pre vedcov zaujímavé nebeské telesá nie sú priamo za nimi, ale v rôznych uhloch vzhľadom na Zem. Z tohto dôvodu nie sú prstence a oblúky na oblohe ani zďaleka také úhľadné ako v najjednoduchších simuláciách – obrázky vzdialených galaxií sú plné skreslení a viacnásobných spätných odrazov hviezd.
Tiež zaujímavé:
- Polarizované svetlo odhaľuje tajomstvá magnetického poľa čiernej diery
- Astronómovia objavili supermasívnu čiernu dieru v pohybe
Na rozlíšenie skutočných objektov od optických efektov a vizualizácií sú potrebné. Pomáhajú pochopiť, ako sa bude svetlo ohýbať na rôznych miestach masívnych objektov. A samozrejme je presnejšie interpretovať vedecké údaje získané teleskopmi.
Ďalším zaujímavým optickým efektom vo videu je relativistická aberácia: čierne diery sa javia menšie, keď sú bližšie k pozorovateľovi. Pri pohľade zboku, teda pri pohľade z roviny rotácie čiernych dier, vyzerá jeden okraj akrečného disku jasnejšie ako druhý. Toto je vysvetlené Dopplerovské vylepšenie, čo vedie k tomu, že zdroj žiarenia pohybujúci sa smerom k pozorovateľovi vyzerá jasnejší ako ten, ktorý sa od neho vzďaľuje.
Celkovo je video NASA nielen krásne, ale plné zaujímavých detailov. Pozorný divák si môže všimnúť ešte niekoľko zaujímavých prvkov, ktoré demonštrujú všetku krásu okolitého sveta. Našťastie sa k čiernym dieram nemusíme sami približovať, aby sme si ich užili.
Prečítajte si tiež: