Die vier Visualisierungen sind auf YouTube verfügbar und enthalten Erklärungen, die den Zuschauern Orientierung über das Gesehene geben, sowie 360-Grad-Versionen, die es den Zuschauern ermöglichen, sich während der virtuellen Reise umzusehen.
Haben Sie sich jemals gefragt, was passiert, wenn Sie in ein Schwarzes Loch fallen?
Ein Supercomputer der NASA hat eine immersive Simulation dessen erstellt, was passiert, wenn ein Objekt in ein supermassereiches Schwarzes Loch fällt.
Jeder, der gesehen hat, wie Matthew McConaughey in „Interstellar“ in ein supermassereiches Schwarzes Loch stürzte, glaubt vielleicht, eine ungefähre Vorstellung davon zu haben, wie es wäre, einer dieser schrecklichen kosmischen Formationen zu begegnen.
Aber ein Hollywood-Blockbuster, der Jahrzehnte in der Zukunft spielt, ist kein Vergleich zur Realität – selbst wenn er von Christopher Nolan inszeniert wurde. Zehn Jahre nachdem „Interstellar“ in die Kinos kam, lässt uns die NASA nun eine persönlichere Erfahrung davon machen, was passieren würde, wenn wir in ein Schwarzes Loch fallen würden.
Nein, nicht einmal die unerschrockensten Raumfahrer sind bisher in der Lage, auch nur annähernd in die Nähe dieser gewaltigen Giganten zu gelangen, wo die Anziehungskraft der Schwerkraft so stark ist, dass selbst das Licht nicht genug Energie hat, um sich ihrer Kontrolle zu entziehen.
In der Zwischenzeit stellen sich Simulationen, die am Montag veröffentlicht wurden, stattdessen einfach vor, was eine Person sehen könnte, während sie in Richtung des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs stürzt und dort unausweichlich stirbt. Eine weitere von der NASA veröffentlichte Simulation zeigt die imaginäre Perspektive eines Astronauten, der an einem Schwarzen Loch vorbeifliegt, während sich der Weltraum zu verbiegen und zu verändern scheint.
„Ich habe zwei verschiedene Szenarien simuliert: eines, in dem eine Kamera – ein Ersatz für einen mutigen Astronauten – den Ereignishorizont knapp verfehlt und wieder herausschießt, und eines, in dem sie die Grenze überschreitet und ihr Schicksal ankündigt“, sagte Jeremy Schnittman, ein Astrophysiker . am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, der die Visualisierungen erstellt hat.
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NASA-Simulationen zeigen Sturz in Schwarzes Loch
Obwohl die Menschheit seit der Entdeckung des ersten Schwarzen Lochs im Jahr 1964 in den letzten Jahren viel mehr über Schwarze Löcher erfahren hat, sind die Objekte nach wie vor notorisch mysteriös.
Die neuen Visualisierungen der NASA, die auf Goddards YouTube-Seite verfügbar sind, beseitigen einen Teil dieses Rätsels. Die beiden Visualisierungen sind unterteilt in einminütige Reisen, die als 360-Grad-Videos gerendert werden und es den Zuschauern ermöglichen, sich während der Reise umzusehen, und in erweiterte Versionen mit Erklärungen, die den Zuschauern Orientierung über das Gesehene geben.
Das Ziel der Simulation ist ein virtuelles supermassereiches Schwarzes Loch mit einer Masse, die 4,3 Millionen Mal so groß ist wie die der Erdsonne, eine Größe, die der Größe des Monsters Sagittarius A* entspricht, das sich im Zentrum unserer Milchstraßengalaxie befindet.
Die erste Simulation zeigt, wie sich der Betrachter dem Schwarzen Loch aus einer Entfernung von etwa 400 Millionen Meilen nähert und schnell auf den Ereignishorizont zufällt – eine theoretische Grenze, die als „Punkt ohne Wiederkehr“ bekannt ist und an der Licht und andere Strahlung nicht mehr entkommen können. Wie bei Sagittarius A* erstreckt sich der Ereignishorizont der Simulation über etwa 16 Millionen Meilen.
Wolkenstrukturen, sogenannte Photonenringe, und eine flache, wirbelnde Wolke aus heißem, glühendem Gas, sogenannte Akkretionsscheibe, die das Schwarze Loch umgibt, dienen während des Falls als visuelle Referenz. Wenn die Kamera die Lichtgeschwindigkeit erreicht, wird die Akkretionsscheibe durch Raum-Zeit-Krümmungen stärker verzerrt.
Sobald der Betrachter im Schwarzen Loch selbst ist, stürmt er zum eindimensionalen Zentrum des Schwarzen Lochs, das als Singularität bezeichnet wird, wo die Gesetze der Physik, wie wir sie kennen, nicht mehr existieren.
Die Simulationen wurden mit dem Discover-Supercomputer am NASA Center for Climate Simulation durchgeführt und erzeugten etwa 10 Terabyte an Daten, was etwa der Hälfte des geschätzten Textinhalts in der Library of Congress entspricht.
Die zweite Simulation zeigt, wie der Betrachter knapp einem Schwarzen Loch entkommt
Astronomen teilen Schwarze Löcher basierend auf ihrer Masse in drei allgemeine Kategorien ein: Sternmasse, supermassereich und mittlere Masse.
Schwarze Löcher mit stellarer Masse, die entstehen, wenn einem Stern mit mehr als der achtfachen Sonnenmasse der Treibstoff ausgeht und sein Kern als Supernova explodiert, sind noch weniger ideal für einen Sturz als sein supermassereiches Gegenstück, erklärte Schnittman.
„Wenn man die Wahl hat, möchte man in ein supermassereiches Schwarzes Loch fallen“, sagte Schnittman in einer Erklärung. „Schwarze Löcher mit stellarer Masse, die bis zu etwa 30 Sonnenmassen enthalten, verfügen über viel kleinere Ereignishorizonte und stärkere Gezeitenkräfte, die herannahende Objekte auseinanderreißen können, bevor sie den Horizont erreichen.“
Dies liegt daran, dass die Anziehungskraft am Ende eines Objekts, das näher am Schwarzen Loch liegt, viel stärker ist als am anderen Ende. Fallende Objekte dehnen sich wie Nudeln aus, ein Vorgang, den Astrophysiker als Spaghettiifizierung bezeichnen. Bei diesem simulierten Schwarzen Loch würde es nur etwa 12,8 Sekunden dauern, bis der Betrachter sein Ende durch Spaghettiifizierung erreicht hätte.
Die alternative Simulation zeigt einen Betrachter, der nahe am Ereignishorizont umkreist, sich aber in Sicherheit bringt, bevor er ihn jemals überquert.
Wenn ein Astronaut ein Raumschiff auf dieser sechsstündigen Hin- und Rückfahrt fliegen würde, würde der Entdecker 36 Minuten jünger zurückkehren als diejenigen, die auf einem weit entfernten Mutterschiff blieben, erklärte die NASA. Dies ist ein weiteres Konzept, das „Interstellar“-Fans bekannt sein wird und darauf zurückzuführen ist, dass die Zeit in der Nähe einer starken Gravitationsquelle langsamer vergeht.
„Diese Situation kann noch extremer sein“, sagte Schnittman. „Wenn das Schwarze Loch schnell rotieren würde, wie es im Film ‚Interstellar‘ aus dem Jahr 2014 gezeigt wird, würde (die Astronautin) viele Jahre jünger als ihre Schiffskameraden zurückkehren.“
Eric Lagatta berichtet über aktuelle und aktuelle Nachrichten für USA TODAY. Erreichen Sie ihn unter [email protected]
