La NASA a réalisé un nouvel exploit avec son supercalculateur Discover : elle a créé une visualisation époustouflante qui simule l’expérience d’entrer dans le horizon des événements d’un trou noiroffrant une perspective presque réelle de ce que ce serait de tomber dans l’un de ces phénomènes cosmiques énigmatiques.
“Les gens posent souvent des questions à ce sujet, et simuler ces processus difficiles à imaginer m’aide à relier les mathématiques de la relativité aux conséquences réelles dans l’univers”, a expliqué Jeremy Schnittman, astrophysicien au Goddard Space Flight Center de la NASA, qui a créé les visualisations. Schnittman a présenté deux scénarios dans sa simulation : une où une caméra, agissant comme un astronaute audacieux, atteint presque l’horizon des événements et filme vers l’extérieur, et une autre où elle franchit cette limite et se retrouve piégée.
Les visualisations sont disponibles dans plusieurs formats. Des vidéos explicatives servent de guides touristiques qui mettent en lumière les effets étranges de La théorie générale de la relativité d’Albert Einstein. Il existe également des versions vidéo à 360 degrés qui permettent aux spectateurs de regarder autour de eux pendant le trajet, ainsi que des cartes plates représentant l’ensemble du ciel.
Comment a été créée la simulation de chute dans un trou noir ?
Pour réaliser cette simulation, Schnittman a travaillé avec le scientifique Goddard Brian Powell et a utilisé le Découvrez le supercalculateur au Centre de simulation climatique de la NASA.
Ce projet ambitieux a consommé 10 téraoctets de données et nécessité cinq jours de traitement intensif, n’utilisant même que 0,3 % des 129 000 processeurs disponibles sur Discover. Le même exploit prendrait plus d’une décennie sur un ordinateur portable classique.
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Exploration visuelle d’un trou noir supermassif par la NASA
La simulation se concentre sur un trou noir supermassif, d’une masse supérieure à 4,3 millions de fois celle du Soleil, semblable au colosse qui réside au centre de la Voie lactée.
Il horizon des événements du trou noir Il couvre environ 25 millions de kilomètres, ce qui représente environ 17 % de la distance entre la Terre et le Soleil. Autour du trou noir se trouve un disque d’accrétion : un nuage dynamique de gaz chaud et brillant qui sert de référence visuelle lors de la simulation. De plus, des anneaux de photons, des structures lumineuses formées par la lumière qui a orbité autour du trou noir, ajoutent des détails et de la profondeur à la scène, sur fond de ciel étoilé observable depuis la Terre.
À mesure que la caméra s’approche du trou noir, la vitesse augmente, se rapprochant de celle de la lumière, intensifiant la luminosité du disque d’accrétion et des étoiles en arrière-plan. Cette intensification est comparable à l’augmentation du tangage d’une voiture de course à son approche. La lumière, vue dans le sens du mouvement, devient plus brillante et plus blanche.
Le voyage commence avec la caméra située à 640 millions de kilomètres. À mesure qu’il s’approche, le trou noir domine rapidement le champ de vision, déformant le disque, les anneaux de photons et le ciel nocturne, créant ainsi de multiples images dans un espace-temps déformé.
Combien de temps durerait la chute dans un trou noir en temps réel ?
En temps réel, la caméra mettrait environ trois heures pour atteindre l’horizon des événements, effectuant près de deux orbites de 30 minutes chacune au cours de sa trajectoire. Cependant, observé de loin, le processus semblerait s’arrêter juste avant de traverser l’horizon en raison de l’extrême distorsion de l’espace-temps, ce qui a conduit les premiers astronomes à décrire les trous noirs comme des « étoiles gelées ».
POT La NASA a partagé sur la plateforme YouTube des vidéos simulant l’expérience d’une chute dans un trou noir.
