Die dag is gekomen. Nu kunnen we genieten van de meest reële visualisatie van het zwarte gat. Om zo te zeggen, leer het dagelijkse leven van deze ruimtemonsters beter kennen. Dit komt omdat NASA een indrukwekkende weergave van een gesimuleerd zwart gat heeft uitgebracht die laat zien hoe de extreme zwaartekrachten die door deze massieve objecten worden gecreëerd, het licht om hen heen vervormen, waardoor een krom spiegeleffect ontstaat. De visualisatie vanuit verschillende hoeken toont de overblijfselen van sterren die zijn gestorven als gevolg van supernova-explosies.
Hoe ziet een zwart gat eruit?
Als u na het bekijken van deze visualisatie niet helemaal begrijpt wat er aan de hand is, zullen we u dat vertellen. Een van de meest opvallende kenmerken van deze video is de "accretieschijf" van het zwarte gat - een hete, dunne, draaiende schijf gevormd door materie die langzaam in het midden van het object spiraalt. Terwijl de stof wordt geabsorbeerd, wordt het licht dat het uitstraalt vervormd, waardoor een karakteristiek uiterlijk ontstaat.
Een still uit een NASA-simulatievideo.
Het materiaal in de schijf, dat zich het dichtst bij het midden bevindt, beweegt ongelooflijk snel en roteert met een snelheid die de snelheid van het licht benadert. Ondertussen bewegen de buitenste delen van de schijf iets langzamer. Als we vanaf de zijkant naar een zwart gat kijken, lijkt de linkerkant van de accretieschijf helderder dan de rechterkant. Dit kan worden verklaard door een fenomeen dat bekend staat als "Doppler-straling", waarbij de schijnbare helderheid van materie die beweegt met een snelheid die de snelheid van het licht benadert, verandert onder invloed van verschijnselen die worden beschreven door de relativiteitstheorie van Albert Einstein.
Wanneer we echter rechtstreeks naar een zwart gat kijken, zijn de verschillen in helderheid niet zichtbaar omdat materie op de schijf niet beweegt. In het midden van de visualisatie bevindt zich een gebied zonder licht, bekend als de "schaduw van het zwarte gat", dat ongeveer twee keer de waarnemingshorizon is - een punt buiten het zwarte gat waar zelfs licht niet kan ontsnappen vanwege de sterke zwaartekracht. Buiten de waarnemingshorizon werken alle bekende natuurwetten niet en is de zwaartekracht oneindig.
Promotie video:
Ten slotte zal een oplettende waarnemer de "ring van fotonen" opmerken die het midden van het zwarte gat omlijst. Het ziet er vrijwel identiek uit vanuit elke kijkhoek in de render. In feite kan licht meerdere keren rond het zwarte gat cirkelen voordat het ontsnapt en zichtbaar wordt voor ons.
Hoe is de visualisatie van het zwarte gat ontstaan?
De maker van beelden, Jeremy Schnittman, van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, zegt dat simulaties zoals deze ons helpen precies te begrijpen wat Albert Einstein bedoelde toen hij beschreef hoe de zwaartekracht het weefsel van de ruimtetijd vervormt. Wetenschappers merken op dat visualisaties tot voor kort beperkt werden door verbeeldingskracht en computerprogramma's. Nu kunnen we, dankzij de inspanningen van specialisten, zien hoe een echt zwart gat leeft.
Bedenk dat wetenschappers die in april van dit jaar werkten met het wereldwijde netwerk van radiotelescopen Event Horizon geschiedenis schreven door de wereld een afbeelding te laten zien van een zwart gat in het centrum van het sterrenstelsel M87, dat zich op een afstand van 53 miljoen lichtjaar van de aarde bevindt. Volgens experts heeft bijna elk sterrenstelsel in het universum een superzwaar zwart gat in het midden.
Het proces was volgens de wetenschappers die aan de video hebben meegewerkt in twee stappen opgesplitst. Eerst werd een computerprogramma geschreven om te berekenen hoe licht door een zwart gat reist en hoe het er van veraf uit zou zien. Andere elementen in een baan om het zwarte gat werden vervolgens gemodelleerd, inclusief magnetische velden. Wat we in de video zien, is het resultaat van de combinatie van twee programma's.
Door deze video's te combineren met andere wetenschappelijke gegevens, wordt duidelijk hoe mooi en tegelijkertijd intimiderend de algemene relativiteitstheorie is. Laten we ons voorstellen dat ruimtevaart een realiteit is geworden. Hoe zou een astronaut een zwart gat zien als hij in de buurt was? Deskundigen zijn van mening dat wat hij zou zien er bijna hetzelfde uitzag als in de video.
Lyubov Sokovikova
