Zinātnisko vizualizāciju studija NASA publicēja video, kurā redzams, kā divu melno caurumu sistēma izskatītos no malas. Šādi iespaidīgi video tiek veidoti ne tikai izglītojošiem nolūkiem, tie ir svarīgi zinātnieku novēroto astronomisko parādību izpratnei.
Simulācija publicēta aģentūras mājaslapā, tā parāda modeļa izveidi un tā aprēķinus Klimata simulāciju centra superdatorā Discover NASA. Lai veiktu visus nepieciešamos aprēķinus, bija nepieciešama gandrīz vesela diena un vairāk nekā 2,5 tūkstoši procesora kodolu. Šādai vizualizācijai parastam jaudīgam datoram būtu nepieciešami 10 darbības gadi.
Zemāk esošajā video ir parādīts akrecijas disku izstaroto fotonu ceļu aprēķināšanas rezultāts melnie caurumi, kas iet cauri deformētai telpai. Šo astronomisko objektu kopējā masa ir 300 miljoni mūsu Saules. Melnais caurums ar oranžu akrecijas disku ir divreiz masīvāks nekā cits caurums ar zilu.
Interesanti, ka krāsas nav izvēlētas vienkārši skaidrības labad. Tie, lai arī hipertrofēti, atspoguļo reālo atšķirību matērijas temperatūrā, kas nokrīt uz melno caurumu. Videoklipā uzreiz var pamanīt vairākus efektus, ko paredz Relativitātes teorija. Acīmredzamākā ir gravitācijas lēca. Šī ir optiska parādība, ko izsaka tā sauktie gredzeni vai Einšteina arkas, izskatās kā vairāki koncentriski lokveida vai apļveida izkropļojumi un objektu atkārtotas atspulgas. Tie rodas, kad gaisma nokļūst masīva ķermeņa tuvumā. Tā gravitācija tik ļoti izkropļo telpas laiku, ka fotoni maina trajektoriju, it kā objektīvā.
Pateicoties gravitācijas lēcām no Zemes, jūs varat redzēt objektus tik tālu, ka to gaisma citādi nekad nesasniegtu mūsu planētu. Taču ir arī medaļas otra puse – vairumā gadījumu masīvi objekti, piemēram, melnie caurumi, kosmosā neatrodas vieni, un zinātniekiem interesanti debess ķermeņi atrodas nevis tieši aiz tiem, bet gan dažādos leņķos attiecībā pret Zemi. Šī iemesla dēļ patiesībā gredzeni un loki debesīs nebūt nav tik glīti kā vienkāršākajās simulācijās – tālu galaktiku attēli ir pilni ar izkropļojumiem un vairākiem zvaigžņu atspīdumiem.
Interesanti arī:
- Polarizētā gaisma atklāj melnā cauruma magnētiskā lauka noslēpumus
- Astronomi ir atklājuši supermasīvu melno caurumu kustībā
Lai atšķirtu reālus objektus no optiskajiem efektiem, ir nepieciešamas vizualizācijas. Tie palīdz saprast, kā gaisma tiks saliekta dažādās masīvu objektu vietās. Un, protams, precīzāk ir interpretēt ar teleskopiem iegūtos zinātniskos datus.
Vēl viens interesants optiskais efekts video ir relativistiskā aberācija: melnie caurumi šķiet mazāki, kad tie atrodas tuvāk novērotājam. Skatoties no sāniem, tas ir, skatoties no melno caurumu rotācijas plaknes, viena akrecijas diska mala izskatās gaišāka par otru. Tas ir izskaidrots Doplera uzlabošana, kas noved pie tā, ka starojuma avots, kas virzās uz novērotāju, izskatās gaišāks nekā tas, kas attālinās no viņa.
Kopumā NASA video ir ne tikai skaists, bet arī pilns ar interesantām detaļām. Uzmanīgs skatītājs var pamanīt vēl vairākus interesantus elementus, kas demonstrē visu apkārtējās pasaules skaistumu. Par laimi, mums pašiem nav jāpiekļūst melnajiem caurumiem, lai tos izbaudītu.
Lasi arī: