НАСА создает визуализацию путешествия к черной дыре

Ученым из НАСА удалось создать визуализацию, которая демонстрирует, что происходит, когда камера (или смелый астронавт) приближается к горизонту событий — точке, из которой уже нет возврата. Визуализация была разработана на суперкомпьютере Discover в Центре по климатическим симуляциям НАСА. Этот проект возглавили ученые Джереми Шниттман и Брайан Пауэлл.

Камера начинает свое путешествие к черной дыре, масса которой в 4,3 миллиона раз превышает массу Солнца, с расстояния почти в 640 миллионов км. Черная дыра быстро заполняет весь обзор, при этом диск черной дыры, фотонные кольца и звездное небо искажаются, образуя множественные изображения.

В реальном времени камера достигает горизонта событий за три часа, при этом она почти дважды совершает полные орбиты по 30 минут каждая. Но для наблюдателя издалека кажется, что камера никогда не достигнет горизонта событий. Как объясняют ученые, время замедляется и изображение камеры кажется замороженным у самого горизонта. Поэтому первоначально астрономы и называли черные дыры «замороженными звездами».

Пространство-время у горизонта событий настолько искривлено, что все, что пересекает его, включая само пространство-время, движется внутрь с скоростью света. Камера, пересекая горизонт, стремительно приближается к центру черной дыры, точке, называемой сингулярностью, где законы физики перестают действовать.

«После пересечения горизонта до полного уничтожения камеры спагеттификацией остается всего 12,8 секунды», — говорит доктор Шниттман. Последний этап путешествия к сингулярности занимает всего мгновение.

В альтернативном сценарии камера приближается к горизонту событий, но так и не пересекает его, в итоге возвращаясь в безопасное место. Если бы астронавт совершил такой шестичасовой полет, он вернулся бы на 36 минут моложе своих коллег, оставшихся на корабле. Это связано с тем, что время течет медленнее вблизи мощного источника гравитации и при движении близкой к скорости света.

«Эта ситуация может быть еще более экстремальной, если черная дыра быстро вращается, как в фильме "Интерстеллар" 2014 года, — отметил доктор Шниттман. — Тогда астронавт вернулся бы на многие годы моложе своих товарищей».