Mokslinių vizualizacijų studija NASA paskelbė vaizdo įrašą, kuriame parodyta, kaip iš šono atrodytų dviejų juodųjų skylių sistema. Tokie įspūdingi filmukai kuriami ne tik edukaciniais tikslais, jie svarbūs norint suprasti mokslininkų stebimus astronominius reiškinius.
Simuliacija paskelbta agentūros svetainėje, joje parodytas modelio kūrimas ir jo skaičiavimai Klimato modeliavimo centro superkompiuteryje Discover. NASA. Norint atlikti visus reikiamus skaičiavimus, prireikė beveik visos dienos ir daugiau nei 2,5 tūkstančio procesoriaus branduolių. Tokiai vizualizacijai įprasto galingo kompiuterio veikimo prireiktų 10 metų.
Žemiau esančiame vaizdo įraše parodytas akrecinių diskų skleidžiamų fotonų kelių skaičiavimo rezultatas Juodosios skylės, kurios praeina per iškreiptą erdvėlaikį. Bendra šių astronominių objektų masė yra 300 milijonų mūsų Saulės. Juodoji skylė su oranžiniu akrecijos disku yra dvigubai masyvesnė už kitą su mėlynu.
Įdomu tai, kad spalvos pasirinktos ne vien dėl aiškumo. Jie, nors ir hipertrofuoti, atspindi tikrąjį medžiagos, patenkančios į juodąją skylę, temperatūros skirtumą. Vaizdo įraše iš karto galite pastebėti keletą reliatyvumo teorijos numatytų efektų. Akivaizdžiausias iš jų yra gravitacinis lęšis. Tai optinis reiškinys, išreiškiamas vadinamaisiais žiedais arba Einšteino arkos, atrodo kaip keli koncentriniai lanko arba apskritimo formos iškraipymai ir pakartotiniai objektų atspindžiai. Jie atsiranda, kai šviesa praeina šalia masyvaus kūno. Jo gravitacija taip iškreipia erdvėlaikį, kad fotonai keičia trajektoriją, tarsi objektyve.
Dėl gravitacinio lęšio iš Žemės galite pamatyti objektus taip toli, kad jų šviesa niekada nepasiektų mūsų planetos. Tačiau yra ir kita medalio pusė – daugeliu atvejų masyvūs objektai, tokie kaip juodosios skylės, erdvėje yra ne vieni, o mokslininkams įdomūs dangaus kūnai yra ne tiesiai už jų, o skirtingais kampais Žemės atžvilgiu. Dėl to iš tikrųjų žiedai ir lankai danguje toli gražu nėra tokie tvarkingi kaip paprasčiausiose simuliacijose – tolimų galaktikų nuotraukose gausu iškraipymų ir daugybės žvaigždžių atspindžių.
Taip pat įdomu:
- Poliarizuota šviesa atskleidžia juodosios skylės magnetinio lauko paslaptis
- Astronomai atrado judančią supermasyvią juodąją skylę
Norint atskirti tikrus objektus nuo optinių efektų, reikia vizualizacijų. Jie padeda suprasti, kaip šviesa bus išlenkta įvairiose masyvių objektų vietose. Ir, žinoma, tiksliau interpretuoti mokslinius duomenis, gautus teleskopais.
Kitas įdomus vaizdo įrašo optinis efektas yra reliatyvistinė aberacija: juodosios skylės atrodo mažesnės, kai jos yra arčiau stebėtojo. Žiūrint iš šono, tai yra, žiūrint iš juodųjų skylių sukimosi plokštumos, vienas akrecinio disko kraštas atrodo šviesesnis už kitą. Tai paaiškinama Doplerio patobulinimas, o tai lemia tai, kad spinduliuotės šaltinis, judantis link stebėtojo, atrodo šviesesnis nei tolstant nuo jo.
Apskritai NASA vaizdo įrašas yra ne tik gražus, bet ir pilnas įdomių detalių. Dėmesingas žiūrovas gali pastebėti dar kelis įdomesnius elementus, demonstruojančius visą supančio pasaulio grožį. Laimei, mums nereikia patiems priartėti prie juodųjų skylių, kad galėtume jomis mėgautis.
Taip pat skaitykite: