Ongle Supercalculateur de la NASA a produit une nouvelle visualisation immersive qui nous permet de plonger dans l’horizon des événements, point de non-retour d’un trou noir.
“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 du monde réel dans l’univers réel”, a déclaré Jeremy Schnittman, astrophysicien au Goddard Space Flight Center de la NASA, dans un communiqué. . NASA, qui a créé les visualisations. “J’ai donc simulé deux scénarios différents, l’un dans lequel une caméra, substitut d’un astronaute audacieux, rate tout simplement l’horizon des événements et s’éjecte, et un autre dans lequel elle franchit la frontière, scellant ainsi son destin.”
Les visualisations sont disponibles sous plusieurs formes. Les vidéos explicatives (voir les dans la note) font office de guides touristiques, éclairant les effets étranges de la théorie de la relativité générale d’Einstein. Les versions rendues sous forme de vidéos à 360 degrés permettent aux spectateurs de regarder autour de eux pendant le trajet, tandis que d’autres jouent comme des cartes plates du ciel entier.
Un supercalculateur pour réaliser les vidéos
Pour créer les visualisations, Schnittman s’est associé au scientifique Goddard Brian Powell et a utilisé le supercalculateur Discover du Climate Simulation Center de la NASA. Le projet a généré environ 10 téraoctets de données (équivalent à environ la moitié du contenu textuel estimé de la Bibliothèque du Congrès américain) et a pris environ cinq jours pour fonctionner sur seulement 0,3 % des 129 000 processeurs de Discover. Le même exploit prendrait plus d’une décennie sur un ordinateur portable classique.
Photographie d’un trou noir supermassif dans la Voie Lactée (EFE).
La destination est un trou noir supermassif ayant 4,3 millions de fois la masse de notre soleil, équivalent au monstre situé au centre de notre galaxie, le Voie Lactée.
“Si vous avez le choix, vous voulez tomber dans un trou noir supermassif”, a expliqué Schnittman. “Les trous noirs de masse stellaire, qui contiennent jusqu’à environ 30 masses solaires, ont des horizons d’événements beaucoup plus petits et des forces de marée plus fortes, qui peuvent détruire des objets qui s’approchent avant d’atteindre l’horizon”.
Cela se produit parce que l’attraction gravitationnelle à l’extrémité d’un objet la plus proche du trou noir est beaucoup plus forte qu’à l’autre extrémité. chute d’objets ils s’étirent comme des nouillesun processus que les astrophysiciens appellent spaghettification.
L’horizon des événements du trou noir simulé s’étend sur environ 25 millions de kilomètres, soit environ 17 % de la distance entre la Terre et le Soleil, un nuage plat et tourbillonnant de gaz chaud et incandescent appelé disque d’accrétion l’entoure et sert de référence visuelle pendant la chute. Il en va de même pour les structures brillantes appelées anneaux de photons, qui se forment plus près du trou noir à partir de la lumière qui a tourné autour de lui une ou plusieurs fois. Un fond de ciel étoilé vu de la Terre complète la scène.
À mesure que la caméra s’approche du trou noir, atteignant des vitesses de plus en plus proches de celle de la lumière elle-même, la luminosité du disque d’accrétion et des étoiles en arrière-plan est amplifiée à peu près de la même manière que la hauteur d’un son augmente. voiture de course ça approche. Sa lumière apparaît plus brillante et plus blanche lorsque l’on regarde dans le sens du déplacement.
Première image du trou noir au centre de notre galaxie (EFE).
Les films commencent avec la caméra située à 640 millions de kilomètres et le trou noir remplit rapidement la vue. En cours de route, le disque du trou noir, les anneaux de photons et le ciel nocturne sont de plus en plus déformés, formant même de multiples images à mesure que sa lumière traverse un espace-temps de plus en plus déformé.
En temps réel, la caméra prend quelques 3 heures tomber à l’horizon des événements, exécutant près de deux orbites complètes de 30 minutes en cours de route. Mais pour quiconque regardait de loin, ils n’y arriveraient jamais. À mesure que l’espace-temps se déforme de plus en plus près de l’horizon, l’image de la caméra ralentirait puis semblerait se figer juste en dessous. C’est pourquoi les astronomes appelaient à l’origine les trous noirs “étoiles gelées”.
Dans le scénario alternatif, la caméra orbite près de l’horizon des événements mais ne le traverse jamais et s’échappe vers la sécurité. Si un astronaute pilotait un vaisseau spatial lors de ce voyage aller-retour de six heures pendant que ses collègues d’un vaisseau mère restaient à l’écart du trou noir, reviendrait 36 minutes plus jeune que ses collègues. En effet, le temps s’écoule plus lentement à proximité d’une forte source gravitationnelle et lorsqu’on se déplace à proximité de la vitesse de la lumière.
