Tieteellisten visualisointien studio NASA julkaisi videon, joka näyttää miltä kahden mustan aukon järjestelmä näyttäisi sivulta katsottuna. Tällaisia vaikuttavia videoita luodaan paitsi koulutustarkoituksiin, ne ovat tärkeitä myös tutkijoiden havaitsemien tähtitieteellisten ilmiöiden ymmärtämiseksi.
Simulaatio julkaistiin viraston verkkosivuilla, se näyttää mallin luomisen ja sen laskelmat ilmastosimulaatiokeskuksen Discover-supertietokoneella NASA. Kaikkien tarvittavien laskelmien suorittamiseen kului melkein koko päivä ja yli 2,5 tuhatta prosessoriydintä. Tällainen visualisointi kestäisi 10 vuotta tavallisen tehokkaan PC:n käyttöä.
Alla oleva video näyttää tuloksen akkrektiolevyjen lähettämien fotonien polkujen laskemisesta mustat aukot, jotka kulkevat vääntyneen aika-avaruuden läpi. Näiden tähtitieteellisten esineiden kokonaismassa on 300 miljoonaa aurinkoamme. Musta aukko, jossa on oranssi lisäyskiekko, on kaksi kertaa niin massiivinen kuin toinen, jossa on sininen aukko.
Mielenkiintoista on, että värejä ei ole valittu vain selkeyden vuoksi. Ne, vaikkakin hypertrofoituneita, heijastavat todellista eroa mustaan aukkoon putoavan aineen lämpötilassa. Videossa huomaa heti useita suhteellisuusteorian ennustamia vaikutuksia. Ilmeisin niistä on gravitaatiolinssi. Tämä on optinen ilmiö, joka ilmaistaan niin kutsutuilla renkailla tai Einsteinin kaaria, näyttää useilta samankeskisiltä kaaren tai ympyrän muotoisilta vääristymiltä ja esineiden uudelleenheijastuksilta. Ne syntyvät, kun valo kulkee massiivisen kappaleen läheltä. Sen painovoima vääristää aika-avaruutta niin paljon, että fotonit vaihtavat lentorataa aivan kuin linssissä.
Maapallon painovoimalinssin ansiosta voit nähdä esineitä niin kaukana, ettei niiden valo muuten koskaan pääsisi planeetallemme. Mutta kolikolla on myös toinen puoli - useimmissa tapauksissa massiiviset esineet, kuten mustat aukot, eivät ole yksin avaruudessa, eivätkä tutkijoita kiinnostavat taivaankappaleet ole suoraan niiden takana, vaan eri kulmissa suhteessa Maahan. Tästä johtuen todellisuudessa taivaalla olevat renkaat ja kaaret eivät ole läheskään yhtä siistejä kuin yksinkertaisimmissa simulaatioissa – kuvat kaukaisista galakseista ovat täynnä vääristymiä ja useita tähtien heijastuksia.
Mielenkiintoista myös:
- Polarisoitu valo paljastaa mustan aukon magneettikentän salaisuudet
- Tähtitieteilijät ovat löytäneet liikkeessä olevan supermassiivisen mustan aukon
Todellisten esineiden erottaminen optisista tehosteista ja visualisoinneista vaaditaan. Ne auttavat ymmärtämään, kuinka valo taipuu massiivisten esineiden eri paikoissa. Ja tietysti on tarkempaa tulkita kaukoputkella saatua tieteellistä tietoa.
Toinen mielenkiintoinen optinen efekti videossa on relativistinen aberraatio: mustat aukot näyttävät pienemmiltä, kun ne ovat lähempänä havainnoijaa. Sivulta katsottuna eli mustien aukkojen kiertotasolta katsottuna akkretion kiekon toinen reuna näyttää kirkkaammalta kuin toinen. Tämä on selitetty Doppler-parannus, mikä johtaa siihen, että tarkkailijaa kohti liikkuva säteilylähde näyttää kirkkaammalta kuin hänestä poistuva.
Kaiken kaikkiaan NASAn video ei ole vain kaunis, vaan myös täynnä mielenkiintoisia yksityiskohtia. Huomaavainen katsoja voi huomata useita mielenkiintoisempia elementtejä, jotka osoittavat ympäröivän maailman kauneuden. Onneksi meidän ei tarvitse mennä itse lähelle mustia aukkoja nauttiaksemme niistä.
Lue myös: