Αν έχετε ποτέ αναρωτηθεί τι θα συνέβαινε αν είχατε την τύχη να πέσετε σε μια μαύρη τρύπα, η NASA έχει την απάντηση.
Μια οπτικοποίηση που δημιουργήθηκε σε έναν υπερυπολογιστή της NASA για τον εορτασμό της έναρξης της Εβδομάδας Μαύρης Τρύπας τη Δευτέρα (6 Μαΐου) οδηγεί τους θεατές σε ένα άλμα μονής κατεύθυνσης πέρα από τον ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας.
Αυτό το εξωτερικό όριο μιας μαύρης τρύπας σηματοδοτεί το σημείο όπου ούτε καν το φως δεν κινείται αρκετά γρήγορα ώστε να ξεφύγει από την ισχυρή βαρυτική έλξη της μαύρης τρύπας. Αυτό σημαίνει ότι ο ορίζοντας γεγονότων, που χαρακτηρίζεται από έναν χρυσό δακτύλιο έξω από την καρδιά της μαύρης τρύπας, είναι το σημείο χωρίς επιστροφή, πέρα από το οποίο κανένας μακρινός παρατηρητής δεν μπορεί ποτέ να λάβει πληροφορίες.
Σε μια δεύτερη προσομοίωση, κάνουμε μεγέθυνση γύρω από τον ορίζοντα γεγονότων, αμφισβητώντας την κατανόησή μας για το χρόνο και το χώρο.
Σχετίζεται με: Καταρράκτης ρεκόρ! Η πιο μαζική μαύρη τρύπα του Γαλαξία είναι ένας κοιμισμένος γίγαντας που παραμονεύει κοντά στη Γη (Βίντεο)
«Οι άνθρωποι ρωτούν συχνά για αυτό και η προσομοίωση αυτών των δύσκολων φανταστικών διαδικασιών με βοηθά να συνδέσω τα μαθηματικά της σχετικότητας με τις πραγματικές συνέπειες στο πραγματικό σύμπαν», δήλωσε ο δημιουργός των οπτικοποιήσεων Jeremy Schnittman, αστροφυσικός στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt. . ανέφερε σε ανακοίνωσή της η Μέριλαντ.
«Έτσι προσομοίωσα δύο διαφορετικά σενάρια: ένα στο οποίο μια κάμερα – ένα stand-in για έναν γενναίο αστροναύτη – χάνει ελάχιστα τον ορίζοντα γεγονότων και βγαίνει πίσω, και ένα στο οποίο περνά τα σύνορα και σφραγίζει τη μοίρα της».
Πτώση σε μαύρη τρύπα
Η μαύρη τρύπα στην οποία πέφτουμε εμείς, ως θεατές της προσομοίωσης της NASA, έχει μάζα περίπου 4,3 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Αυτό την καθιστά μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, παρόμοια με τον Τοξότη Α* (Sgr A*), τη μαύρη τρύπα στην καρδιά του Γαλαξία μας, η οποία εκτιμάται ότι έχει περίπου αυτή τη μάζα. Άλλες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες έχουν πολύ μεγαλύτερη μάζα, μερικές στο μέγεθος δισεκατομμυρίων ήλιων.
Το ενδιαφέρον είναι ότι όταν έχεις την επιλογή σε ποια μαύρη τρύπα να πέσεις, όσο μεγαλύτερη τόσο το καλύτερο.
«Αν έχεις επιλογή, θέλεις να πέσεις σε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα», είπε ο Schnittman. «Οι μαύρες τρύπες με αστρικές μάζες έως περίπου 30 ηλιακές μάζες έχουν πολύ μικρότερους ορίζοντες γεγονότων και ισχυρότερες παλιρροϊκές δυνάμεις που μπορούν να σχίσουν τα αντικείμενα που πλησιάζουν πριν φτάσουν στον ορίζοντα».
Οι βαρυτικές δυνάμεις που πέφτουν προς την καρδιά της μαύρης τρύπας, η μοναδικότητά της, αυξάνουν το σημείο στο οποίο οι παλιρροϊκές δυνάμεις είναι τόσο ισχυρές ώστε ένα αντικείμενο τεντώνεται κατακόρυφα και συμπιέζεται οριζόντια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το αντικείμενο, είτε είναι αστέρι είτε αστροναύτης, να μετατραπεί σε χυλοπίτες ή να «μακαρονιστεί». Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι αυτή η διαδικασία θα σκότωνε όποιον τη βιώσει.
Όσο μεγαλύτερη μάζα έχει μια μαύρη τρύπα, τόσο πιο μακριά είναι ο ορίζοντας γεγονότων της από τη μοναδικότητά της. Αυτό σημαίνει ότι εάν υπήρχε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, ένας εισερχόμενος αστροναύτης θα είχε την ευκαιρία να περάσει από τον ορίζοντα γεγονότων πριν συναντήσει τη φρικτή μοίρα του.
Οι προσομοιώσεις ξεκινούν περίπου 400 εκατομμύρια μίλια (640 εκατομμύρια χιλιόμετρα) από τον στόχο μας καθώς μπαίνουμε στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Όσο περισσότερο η μαύρη τρύπα γεμίζει το οπτικό μας πεδίο, τόσο πιο έντονο γίνεται το φως από το υλικό που την περιβάλλει.
Πιο κοντά στον στόχο μας, η όψη των αστεριών του φόντου αλλάζει καθώς τα παραμορφωτικά βαρυτικά αποτελέσματα των υπερμεγέθων μαύρων οπών στον χωροχρόνο και έτσι το φως από τις πηγές του φόντου γίνονται ορατά. Αμέσως γύρω από τη μαύρη τρύπα υπάρχει ένας δακτύλιος φωτός που σχηματίζει έναν βρόχο γύρω από τη μαύρη τρύπα λόγω της ακραίας καμπυλότητας του χώρου που δημιουργεί η μαύρη τρύπα με την τεράστια μάζα της.
Πριν φτάσει στον ορίζοντα γεγονότων και στον δακτύλιο φωτονίων, ο εισερχόμενος αστροναύτης συναντά ένα ισοπεδωμένο σύννεφο θερμού και λαμπερού αερίου, που ονομάζεται δίσκος προσαύξησης, το οποίο τροφοδοτεί σταδιακά τη μαύρη τρύπα. Αυτό θα χρησιμεύσει ως σημείο αναφοράς για το ταξίδι μας.
Ο ορίζοντας γεγονότων αυτής της προσομοιωμένης υπερμεγέθους μαύρης τρύπας καταλήγει σε πλάτος περίπου 16 εκατομμυρίων μιλίων (25 εκατομμυρίων χιλιομέτρων), περίπου το 17% της απόστασης μεταξύ της Γης και του Ήλιου.
Μετά από μια πραγματική χρονική περίοδο περίπου 3 ωρών και 30 λεπτών κατά τη διάρκεια δύο τροχιών της μαύρης τρύπας, φτάνουμε στον ορίζοντα γεγονότων της. Αυτό είναι το τελευταίο σημείο όπου οποιοσδήποτε μακρινός παρατηρητής παρακολουθεί την κάθοδό μας θα μπορούσε να μας δει. Θα βλέπατε την εικόνα μας για πάντα παγωμένη στην άκρη του ορίζοντα γεγονότων.
Μόλις διασχιστεί ο ορίζοντας γεγονότων, είναι ένα μονόδρομο ταξίδι προς την κεντρική μοναδικότητα της μαύρης τρύπας, το απειροελάχιστο σημείο άπειρης πυκνότητας όπου καταρρέει όλη η φυσική του γνωστού σύμπαντος.
Ωστόσο, δεν θα φτάσουμε ποτέ εκεί. Μόλις 12,8 δευτερόλεπτα αφότου διασχίσουμε τον ορίζοντα γεγονότων, εμείς και η κάμερά μας έχουμε σπαγγετίσει ενώ είμαστε ακόμα 79.500 μίλια (128.000 χιλιόμετρα) από τη μοναδικότητα.
Το δεύτερο βίντεο μας δίνει την ευκαιρία να αποφύγουμε αυτή τη μοίρα.
Σε αυτή την προσομοίωση δεν πέφτουμε στη μαύρη τρύπα, αλλά μάλλον πλησιάζουμε τον ορίζοντα γεγονότων αλλά ποτέ δεν τον υπερβαίνουμε. Αυτό μας οδηγεί σε μια εξάωρη περιήγηση γύρω από αυτή τη μαύρη τρύπα. Όταν επιστρέψουμε στο κοντινό μας μητρικό σκάφος, οι συνάδελφοί μας αστροναύτες θα έχουν γεράσει περίπου 36 λεπτά περισσότερο από εμάς, λόγω των επιπτώσεων στρέβλωσης της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στον χώρο και τον χρόνο.
«Αυτή η κατάσταση μπορεί να είναι ακόμη πιο ακραία», είπε ο Schnittman. «Αν η μαύρη τρύπα περιστρεφόταν γρήγορα, όπως φαίνεται στην ταινία του 2014 «Interstellar», θα επέστρεφε πολλά χρόνια νεότερη από τους συντρόφους της».
ΠΑΡΟΜΟΙΕΣ ΑΝΑΡΤΗΣΕΙΣ:
— Πώς μερικές μαύρες τρύπες γίνονται τόσο μεγάλες; Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb μπορεί να έχει μια απάντηση
– Το λαμπρότερο κβάζαρ που έχει δει ποτέ τροφοδοτείται από μια μαύρη τρύπα που τρώει «έναν ήλιο την ημέρα».
—Τα «αστέρια της grava» που μοιάζουν με μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να στοιβάζονται σαν ρωσικές κούκλες τσαγιού
Η περιήγηση στη μαύρη τρύπα και οι προσομοιώσεις εμβάπτισης μαύρης τρύπας δημιουργήθηκαν χρησιμοποιώντας τον υπερυπολογιστή Discover στο Κέντρο Προσομοίωσης Κλίματος της NASA. Ο υπερυπολογιστής παρήγαγε απίστευτα 10 terabytes δεδομένων, τα οποία η NASA λέει ότι είναι το μισό κείμενο που βρέθηκε στη Βιβλιοθήκη του Κογκρέσου.
Οι προσομοιώσεις έτρεξαν στο Discover για πέντε ημέρες και αντιστοιχούσαν στο 0,35 από τους 129.000 επεξεργαστές του υπερυπολογιστή. Ένας εμπορικός φορητός υπολογιστής θα χρειαζόταν περίπου 10 χρόνια για να δημιουργήσει τις ίδιες προσομοιώσεις.
Ακριβώς όπως ο ορίζοντας γεγονότων της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας σηματοδοτεί το εξωτερικό της όριο, αυτές οι συναρπαστικές προσομοιώσεις σηματοδοτούν την έναρξη ενός πενθήμερου ταξιδιού στην Εβδομάδα Μαύρης Τρύπας που υπόσχεται να προκαλέσει το μυαλό μας (με την καλή έννοια).