Studio di visualizzazioni scientifiche NASA ha pubblicato un video che mostra come apparirebbe di lato un sistema di due buchi neri. Questi video impressionanti sono creati non solo per scopi didattici, ma sono importanti per comprendere i fenomeni astronomici osservati dagli scienziati.
La simulazione è stata pubblicata sul sito dell'agenzia, mostra la creazione del modello e i suoi calcoli sul supercomputer Discover del Center for Climate Simulations NASA. Per eseguire tutti i calcoli necessari, ci è voluto quasi un giorno intero e più di 2,5 mila core di processore. Tale visualizzazione richiederebbe 10 anni di funzionamento di un normale PC potente.
Il video seguente mostra il risultato del calcolo dei percorsi dei fotoni emessi dai dischi di accrescimento buchi neri, che attraversano lo spazio-tempo deformato. La massa totale di questi oggetti astronomici è di 300 milioni dei nostri Soli. Un buco nero con un disco di accrescimento arancione è due volte più massiccio di un altro con uno blu.
È interessante notare che i colori non sono scelti semplicemente per chiarezza. Essi, sebbene ipertrofizzati, riflettono la reale differenza di temperatura della materia che cade su un buco nero. Nel video si notano subito diversi effetti previsti dalla Teoria della Relatività. La più ovvia è la lente gravitazionale. Questo è un fenomeno ottico espresso dai cosiddetti anelli o Gli archi di Einstein, si presenta come molteplici distorsioni concentriche a forma di arco o circolari e riflessi di oggetti. Sorgono quando la luce passa vicino a un corpo massiccio. La sua gravità distorce così tanto lo spazio-tempo che i fotoni cambiano traiettoria, come in una lente.
Grazie alle lenti gravitazionali dalla Terra, puoi vedere oggetti così lontani che la loro luce non raggiungerebbe altrimenti il nostro pianeta. Ma c'è anche l'altro lato della medaglia: nella maggior parte dei casi, oggetti massicci come i buchi neri non sono soli nello spazio e i corpi celesti interessanti per gli scienziati non sono direttamente dietro di loro, ma ad angoli diversi rispetto alla Terra. Per questo motivo, in realtà, gli anelli e gli archi nel cielo sono tutt'altro che nitidi come nelle simulazioni più semplici: le immagini di galassie lontane sono piene di distorsioni e molteplici riflessi di stelle.
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Per distinguere gli oggetti reali dagli effetti ottici sono necessarie visualizzazioni. Aiutano a capire come la luce sarà piegata in diverse posizioni di oggetti enormi. E, naturalmente, è più accurato interpretare i dati scientifici ottenuti dai telescopi.
Un altro effetto ottico interessante nel video è l'aberrazione relativistica: i buchi neri appaiono più piccoli quando sono più vicini all'osservatore. Se visto di lato, cioè se visto dal piano di rotazione dei buchi neri, un bordo del disco di accrescimento appare più luminoso dell'altro. Questo è spiegato Miglioramento Doppler, il che porta al fatto che la sorgente di radiazione che si muove verso l'osservatore appare più luminosa di quella che si allontana da lui.
Nel complesso, il video della NASA non è solo bello, ma ricco di dettagli interessanti. Uno spettatore attento può notare alcuni elementi più interessanti che dimostrano tutta la bellezza del mondo circostante. Fortunatamente, non abbiamo bisogno di avvicinarci noi stessi ai buchi neri per goderne.
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