Un supercalculateur de la NASA réussi à développer une nouvelle visualisation immersive qui nous permet d’entrer dans l’horizon des événements d’un trou noir. Grâce à des simulations détaillées, les scientifiques peuvent étudier comment cette force de la nature affecte l’univers réel.
Jérémy Schnittmanastrophysicien Centre de vol spatial Goddard de la NASAa commenté : « Les gens s’interrogent souvent à ce sujet, et simuler ces processus difficiles à imaginer nous aide à relier les mathématiques de la relativité aux conséquences réelles dans l’univers. J’ai simulé deux scénarios : un dans lequel une caméra, comme s’il s’agissait d’un courageux astronaute, tentait de traverser l’horizon des événements et un autre dans lequel elle ne parvenait pas à l’atteindre et était projetée en arrière.“.
Les visualisations générées sont disponibles dans différents formats. Les vidéos explicatives font office de guides touristiques, tandis que les vidéos à 360 degrés permettent aux spectateurs de regarder autour de eux pendant le voyage.. De plus, des cartes plates de l’ensemble du ciel ont également été créées.
Pour réaliser ce projet, Schnittman s’est associé au scientifique Goddard Brian Powell et a utilisé le supercalculateur Discover au centre de simulation climatique de la NASA.. La simulation a généré environ 10 téraoctets de données en seulement cinq jours d’exécution avec 0,3 % des processeurs de Discover. Si cela avait été réalisé sur un ordinateur portable classique, cela aurait pris plus d’une décennie.
Le trou noir sur lequel ils se sont concentrés fait 4,3 millions de fois la masse de notre Soleil et est situé au centre de notre galaxie, la Voie lactée. Schnittman a expliqué : « Si vous aviez le choix, vous préféreriez tomber dans un trou noir supermassif. Les trous noirs de masse stellaire, qui contiennent jusqu’à 30 fois la masse de notre Soleil, ont des horizons d’événements plus petits et des forces de marée plus fortes, qui peuvent déchirer les objets qui s’approchent avant qu’ils ne traversent l’horizon.“.
Que se passe-t-il si vous tombez dans un trou noir
La simulation de l’horizon des événements s’étend sur environ 25 millions de kilomètres, soit environ 17 % de la distance entre la Terre et le Soleil. On peut observer un nuage plat et tourbillonnant de gaz chaud appelé disque d’accrétion, ainsi que des anneaux de photons, qui sont des structures brillantes formées à partir de la lumière qui a tourné une ou plusieurs fois autour du trou noir. Le tout est complété par un fond étoilé vu de la Terre.
À mesure que la caméra s’approche du trou noir à des vitesses proches de la lumière, la luminosité du disque d’accrétion et des étoiles en arrière-plan s’amplifie, de la même manière que le bruit d’une voiture de course qui s’approche.. La lumière apparaît plus brillante et plus blanche lorsqu’elle est observée dans la direction du mouvement.
Le film commence avec la caméra située à 640 millions de kilomètres, et le trou noir remplit rapidement le champ de vision.. Lorsque la caméra effectue un zoom avant, le disque du trou noir, les anneaux de photons et le ciel nocturne se déforment, formant de multiples images lorsque sa lumière traverse l’espace-temps déformé.
En temps réel, il a fallu environ 3 heures à la caméra pour tomber vers l’horizon des événements, exécutant près de deux orbites complètes de 30 minutes en cours de route.. Mais pour un observateur éloigné, cela n’y arriverait jamais. À mesure que l’espace-temps se rapproche de l’horizon, l’image de la caméra ralentit et se fige presque juste en dessous. C’est pourquoi les astronomes appelaient les trous noirs des « étoiles gelées ».
Même l’espace-temps lui-même s’écoule vers l’intérieur à la vitesse de la lumière, la vitesse limite maximale dans le cosmos.. Une fois à l’intérieur, la chambre et l’espace-temps se précipitent vers le centre du trou noir, une singularité unidimensionnelle où les lois de la physique cessent d’exister.
Schnittman a noté : «Une fois que la caméra aura traversé l’horizon, la spaghettification et sa destruction ne seront plus qu’à 12,8 secondes.. De là, il ne restera que 128 000 kilomètres jusqu’au singularité. Cette dernière étape du voyage se terminera en un clin d’œil. »
Dans un scénario alternatifla caméra orbite près du horizon des événements mais il ne le traverse jamais et parvient à s’enfuir vers un endroit sûr. Si un astronaute voyageait à bord d’un vaisseau spatial lors de ce voyage aller-retour de six heures, il reviendrait 36 minutes plus jeune que ses collègues.Oui sur le vaisseau mère. En effet, le temps s’écoule plus lentement à proximité d’une source gravitationnelle forte et lorsque la vitesse de la lumière est proche. “Cette situation pourrait être encore plus extrême si le trou noir tournait rapidement, comme le montre le film. »Interstellaire” de 2014, où l’astronaute reviendrait plusieurs années plus jeune que ses compagnons de mission“, a déclaré l’astrophysicien.
