Het zwarte gat is zo'n bizar fenomeen dat de wetenschappers die dit idee naar voren brachten, geloofden dat ze in werkelijkheid niet konden bestaan. Ze zijn gevormd uit gigantische verbrijzelde sterren en hun massa is zo dicht dat niets kan ontsnappen aan de greep van hun zwaartekracht, inclusief licht. Zwarte gaten verstoren de ruimte-tijd, en wetenschappers vragen zich constant af: hoe zouden ze eruit kunnen zien? Misschien kunnen we ze zien met de Event Horizon-telescoop, maar in 1979 creëerde Jean-Pierre Lumine de eerste 'afbeelding' met alleen de toenmalige computer met ponskaarten, veel wiskundige berekeningen en inkt.
Het probleem met het afbeelden van een zwart gat is dat het per definitie geen licht kan uitstralen. Gelukkig worden grote zwarte gaten meestal naast andere sterren gevonden, die er materie uit zuigen, wat astronomen in feite kunnen opmerken. “Terwijl [gassen van de sterren] het zwarte gat binnendringen, warmt het steeds meer op en begint het uiteindelijk straling uit te zenden. Dit is een goede lichtbron: accretieringen schijnen en verlichten het centrale zwarte gat”, schrijft Lumine in zijn blog.
Een onderscheidend kenmerk van een zwart gat is zijn grens als "waarnemingshorizon", een point of no return voor materie en licht. Materie aan zijn periferie, opgezogen door nabije sterren, vormt een "accretieschijf", in Interstellar afgebeeld als twee heldere loodrechte schijven. Maar dit is slechts een illusie - er is maar één schijf op de evenaar, maar het licht is gebogen vanwege de extreme zwaartekracht van het zwarte gat (gravitatielenzen).
Lumine's tekening toont twee andere belangrijke verschijnselen die niet worden waargenomen in de interstellaire ruimte. De eerste is het feit dat energie en licht dichter bij de rand van het zwarte gat sterker zijn en op afstand zwakker. Het andere is het Doppler-effect, veroorzaakt door de rotatie van de accretieschijf, waardoor het licht aan één kant helderder lijkt, afhankelijk van de draairichting. In de afbeelding van Lumine draait de accretieschijf tegen de klok in, zodat het licht de waarnemer van links nadert en zich van rechts terugtrekt, waardoor de linkerkant helderder wordt.
Dit alles zorgt ervoor dat het zwarte gat in het midden en links veel helderder wordt, zoals afgebeeld op de tekening van Lumine, in tegenstelling tot het zwarte gat van Gargantua dat is gemaakt door het grafische team van Interstellar. "Een realistisch beeld zou een sterke asymmetrie in de helderheid van de schijf moeten vertonen, zodat de ene kant veel helderder is en de andere veel minder helder", zegt hij.
Het resultaat van het werk van de wetenschapper is het beeld dat als het meest realistisch wordt beschouwd. Latere computermodellen die door NASA zijn gemaakt, laten dezelfde bepalende elementen zien - een dunne "ring van fotonen" in het midden, Doppler-verschoven licht en een dubbele aanwasschijf veroorzaakt door zwaartekrachtlenzen. Dus voor een liefhebber met ponskaarten en inkt is het best goed gelukt.
Promotie video:
Sergey Lukavsky
