Самая необычная смерть во Вселенной: в NASA показали, как будет выглядеть попадание в черную дыру

Новая анимация, разработанная NASA, показывает последние моменты жизни человека, если бы он приблизился к горизонту событий черной дыры. Вернуться оттуда невозможно даже теоретически.

В визуализации полета в сверхмассивную черную дыру метки подчеркивают много интересных особенностей, возникающих на этом пути благодаря эффектам общей теории относительности.

Визуализации доступны в разных формах. Объяснительные видео действуют как экскурсионные путеводители, освещая причудливые эффекты общей теории относительности Эйнштейна. Версии, выполненные в виде 360-градусных видео, позволяют зрителям посмотреть все вокруг во время путешествия, тогда как другие воспроизводятся как плоские карты всего неба.

"Я смоделировал два разных сценария: один, где камера - дублер отважного астронавта - просто не долетает до горизонта событий и вылетает назад, и второй, где она пересекает границу, решая свою судьбу", — сказал Джереми Шниттман, астрофизик из Центра космических полетов им . Годдарда НАСА, создавшего визуализацию.

Для создания визуализаций Шниттман объединился с коллегой, ученым Годдардом Брайаном Пауэллом, и использовал суперкомпьютер Discover в Центре моделирования климата НАСА. Проект сгенерировал около 10 терабайтов данных – что эквивалентно примерно половине текстового контента Библиотеки Конгресса – и занял около 5 дней, работая всего на 0,3% из 129 000 процессоров Discover. На обычном ноутбуке такая же работа заняла бы больше десяти лет.

Пункт назначения — сверхмассивная черная дыра, масса которой в 4,3 млн раз превышает массу нашего Солнца, что эквивалентно монстру, расположенному в центре нашей галактики Млечный Путь.

«Если у вас есть выбор, вы захотите попасть в сверхмассивную чёрную дыру. Черные дыры звездной массы, содержащие до 30 масс Солнца, имеют гораздо меньшие горизонты событий и более сильные приливные силы, которые могут разорвать на приближающиеся части объекта еще до того, как они достигнут горизонта», — пояснил Шниттман.

Это происходит потому, что гравитационное тяготение на конце объекта ближе к черной дыре гораздо сильнее, чем на другом конце. Попадающие в дыру объекты растягиваются, как лапша, и этот процесс астрофизики называют спагетификацией.

Горизонт событий смоделированной черной дыры простирается примерно на 25 млн км или около 17 % расстояния от Земли до Солнца. Плоское закрученное светящееся облако горячего газа называется аккреционным диском, окружает его и служит визуальным ориентиром во время падения. Так же, как и светящиеся структуры, называемые фотонными кольцами, которые образуются ближе к черной дыре из света, облетевшей ее орбиту один или несколько раз. Завершает картину звездное небо, видно из Земли.

Когда камера приближается к черной дыре, достигая скорости, все более близкой к скорости света, свечение от аккреционного диска и фоновых звезд усиливается так же, как звук встречного гоночного автомобиля повышается в тональности. Их свет кажется более ярким и белым, если смотреть в направлении движения.

Видео начинаются с камеры, расположенной на расстоянии почти 640 млн. км от нас, и черная дыра быстро заполняет все вокруг. На этом пути диск черной дыры, фотонные кольца и ночное небо становятся все более обезображенными и даже формируют несколько изображений, поскольку их свет проникает во все более искривленном пространстве-времени.

В реальном времени камера падает в горизонт событий примерно за 3 часа, выполняя почти две полные 30-минутные орбиты по дороге. Но для любого наблюдающего издалека она никогда не попадет туда. Поскольку пространство-время становится все более обезображенным ближе к горизонту, изображение с камеры замедляется, а затем замирает перед самым горизонтом. Вот почему астрономы поначалу называли черные дыры «застывшими звездами».

На горизонте событий даже само пространство-время течет внутрь со скоростью света, космическим пределом скорости. Попав внутрь, и камера, и пространство-время, в котором она двигается, направляются в центр черной дыры — одномерной точки, которая называется сингулярностью, где законы физики, которыми мы их знаем, перестают действовать.

"Только что камера пересекает горизонт, до ее разрушения путем спагетирования остается всего 12,8 секунды", — говорит Шниттман. Оттуда до сингулярности всего 128 000 км. Этот последний этап путешествия заканчивается в мгновение ока.

В альтернативном сценарии камера вращается на орбите близко к горизонту событий, но никогда не пересекает его и убегает в безопасное место. Если бы астронавтка полетела на космическом корабле в это 6-часовое путешествие в оба конца, пока ее коллеги на материнском корабле оставались далеко от черной дыры, она бы вернулась на 36 минут моложе своих коллег. Это потому, что время истекает медленнее вблизи сильного источника гравитации и при движении со скоростью, близкой к скорости света.

«Эта ситуация может быть еще более экстремальной. Если бы черная дыра быстро вращалась, как показано в фильме «Интерстеллар» 2014 года, она вернулась бы на много лет моложе своих товарищей», — отмечает Шниттман.

Больше новостей читайте на GreenPost.