Ein Supercomputer der NASA zeigte, wie es für einen Menschen wäre, durch ein Schwarzes Loch zu gehen

A NASA-Supercomputer hat eine neue immersive Visualisierung erstellt, die es uns ermöglicht, in den Ereignishorizont einzutauchen, den Punkt, an dem es kein Zurück mehr gibt schwarzes Loch.

„Die Leute fragen oft danach, und die Simulation dieser schwer vorstellbaren Prozesse hilft mir, die Mathematik der Relativitätstheorie mit realen Konsequenzen im realen Universum zu verbinden“, sagte Jeremy Schnittman, Astrophysiker am Goddard Space Flight Center der NASA, in einer Erklärung . NASA, die die Visualisierungen erstellt hat. „Also habe ich zwei verschiedene Szenarien simuliert: eines, in dem eine Kamera, ein Ersatz für einen mutigen Astronauten, einfach den Ereignishorizont verfehlt und ausstößt, und ein anderes, in dem sie die Grenze überschreitet und so ihr Schicksal besiegelt.“

Visualisierungen sind in verschiedenen Formen verfügbar. Die Erklärvideos (siehe Anmerkung) fungieren als Touristenführer und beleuchten die seltsamen Auswirkungen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie. Als 360-Grad-Videos gerenderte Versionen ermöglichen es den Zuschauern, sich während der Fahrt umzusehen, während andere als flache Karten des gesamten Himmels abgespielt werden.

Um die Visualisierungen zu erstellen, arbeitete Schnittman mit dem Goddard-Wissenschaftler Brian Powell zusammen und nutzte den Discover-Supercomputer im Climate Simulation Center der NASA. Das Projekt erzeugte etwa 10 Terabyte an Daten (entspricht etwa der Hälfte des geschätzten Textinhalts in der US Library of Congress) und dauerte etwa fünf Tage, um auf nur 0,3 % der 129.000 Prozessoren von Discover zu laufen. Die gleiche Leistung würde auf einem typischen Laptop mehr als ein Jahrzehnt dauern.

Das Ziel ist ein supermassereiches Schwarzes Loch mit der 4,3 Millionen-fachen Masse unserer Sonne, was dem Monster im Zentrum unserer Galaxie entspricht Milchstraße.

„Wenn man die Wahl hat, möchte man in ein supermassereiches Schwarzes Loch fallen“, erklärte Schnittman. „Schwarze Löcher mit stellarer Masse, die bis zu etwa 30 Sonnenmassen enthalten, haben viel kleinere Ereignishorizonte und stärkere Gezeitenkräfte, was dazu führen kann.“ Gegenstände zerstören die sich nähern, bevor sie den Horizont erreichen.

Dies liegt daran, dass die Anziehungskraft am Ende eines Objekts, das dem Schwarzen Loch am nächsten ist, viel stärker ist als am anderen Ende. herabfallende Gegenstände sie dehnen sich wie Nudelnein Prozess, den Astrophysiker Spaghettiifizierung nennen.

Der Ereignishorizont des simulierten Schwarzen Lochs erstreckt sich über ca 25 Millionen Kilometeroder etwa 17 % der Entfernung zwischen Erde und Sonne. Eine flache, wirbelnde Wolke aus heißem, leuchtendem Gas, Akkretionsscheibe genannt, umgibt sie und dient als visuelle Referenz während des Falls. Das Gleiche gilt für helle Strukturen, sogenannte Photonenringe, die sich durch Licht, das es einmal oder mehrmals umkreist hat, näher am Schwarzen Loch bilden. Ein Hintergrund des von der Erde aus gesehenen Sternenhimmels rundet die Szene ab.

Wenn sich die Kamera dem Schwarzen Loch nähert und Geschwindigkeiten erreicht, die der des Lichts immer näher kommen, wird die Helligkeit der Akkretionsscheibe und der Sterne im Hintergrund in etwa auf die gleiche Weise verstärkt, wie die Tonhöhe eines Tons zunimmt. Rennauto das naht. In Fahrtrichtung gesehen erscheint sein Licht heller und weißer.

Die Filme beginnen damit, dass sich die Kamera in einer Entfernung von 640 Millionen Kilometern befindet, und das Schwarze Loch füllt schnell das Bild aus. Unterwegs werden die Scheibe, die Photonenringe und der Nachthimmel des Schwarzen Lochs zunehmend verzerrt und es entstehen sogar mehrere Bilder, während sein Licht die zunehmend verzerrte Raumzeit durchquert.

In Echtzeit nimmt die Kamera einige Zeit auf 3 Stunden bis zum Ereignishorizont fallen und dabei fast zwei vollständige 30-minütige Umlaufbahnen durchführen. Aber wer sie aus der Ferne beobachten würde, würde nie dorthin gelangen. Wenn sich die Raumzeit immer näher am Horizont verzerrt, wird das Kamerabild langsamer und scheint dann direkt darunter einzufrieren. Aus diesem Grund bezeichneten Astronomen ursprünglich Schwarze Löcher als „gefrorene Sterne“.

Im alternativen Szenario kreist die Kamera in der Nähe des Ereignishorizonts, überquert ihn jedoch nie und flüchtet in Sicherheit. Wenn ein Astronaut auf dieser sechsstündigen Hin- und Rückfahrt ein Raumschiff flog, während seine Kollegen auf einem Mutterschiff dem Schwarzen Loch fernblieben, würde 36 Minuten jünger zurückkommen als seine Kollegen. Dies liegt daran, dass die Zeit in der Nähe einer starken Gravitationsquelle und in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit langsamer vergeht.