De nouvelles simulations sur ordinateur de la NASA révèlent ce que ce serait de tomber dans un trou noir supermassif

Les trous noirs supermassifs sont capables de dévorer violemment des étoiles entières, déformant le tissu de l’espace-temps avec leur masse presque insondable et leur influence gravitationnelle. Son immense pouvoir et sa nature mystérieuse ont captivé l’imagination de générations de scientifiques et d’artistes, d’Albert Einstein à Christopher Noland, qui ont cherché à rendre compréhensible l’inconnaissable à travers leurs œuvres d’art audiovisuelles et leurs recherches pionnières.

Maintenant, un nouvel ensemble de Simulation de superordinateur de la NASA Il donne au public l’occasion de voir de près la réalité qui déforme l’influence de ces objets cosmiques, en montrant ce que ce serait de voyager à travers l’horizon des événements d’un trou noir supermassif d’une masse équivalente à 4,3 millions de soleils.

« Les gens posent souvent des questions à ce sujet, et simuler ces processus difficiles à imaginer m’aide à relier les mathématiques relativistes aux conséquences réelles dans l’univers réel », a expliqué Jeremy Schnittman, astrophysicien de la NASA, du Goddard Space Flight Center à Greenbelt, dans le Maryland. J’ai travaillé sur la création de visualisations. « J’ai donc simulé deux scénarios différents, l’un dans lequel la caméra – prenant la place d’un astronaute audacieux – rate l’horizon des événements et revient avec la fronde, et l’autre où elle traverse la frontière, déterminant ainsi son sort. »

Vous êtes-vous déjà demandé ce qui se passe lorsque vous tombez dans un trou noir ?

Grâce à une nouvelle visualisation immersive réalisée sur le supercalculateur de la NASA, on se lance #SemaineTrouNoir Avec une hypothétique descente dans l’horizon des événements – point de non-retour pour le trou noir : https://t.co/aIk9MC1ayK pic.twitter.com/CoMsArORj4

-NASA (@NASA) 6 mai 2024

Les simulations ont été conçues par Schnittman et Brian Powell, un autre scientifique de la NASA, à l’aide du supercalculateur Discover situé au centre de simulation climatique de la NASA. Selon l’agence, il aurait fallu environ une décennie à un ordinateur portable classique pour gérer cette tâche massive, mais les 129 000 processeurs du Discover ont été capables de compiler les visualisations en seulement cinq jours, en utilisant seulement 0,3 % de sa puissance de calcul.

La singularité au cœur des simulations a été créée pour avoir la même masse que le trou noir supermassif au cœur de la Voie lactée, connu sous le nom de Sagittaire A* (Sgr A*). Comme l’explique Schnittman, la taille étonnante d’un trou noir supermassif pourrait être à l’avantage des astronautes, les aidant à survivre jusqu’au moment où l’intrépide explorateur traverse l’horizon des événements, moment auquel ils seront déchirés via un processus connu sous le nom de spaghettitisation. .

« Le risque spaghetti est bien plus grand pour les petits trous noirs équivalents à la masse de notre Soleil », a déclaré Schnittman dans un courrier électronique adressé à l’IGN. Pour eux, les forces de marée détruiraient n’importe quel vaisseau spatial normal bien avant qu’il n’atteigne l’horizon. Pour les trous noirs supermassifs comme Sagittarius A*, l’horizon est si grand qu’il semble plat, tout comme un navire dans l’océan ne risque pas de « tomber au-dessus de l’horizon », même s’il pourrait facilement tomber sur une cascade à la surface de l’horizon. eau. Une petite rivière. »

L’astrophysicien de la NASA a poursuivi : « Pour calculer le point exact de transformation en spaghetti, nous avons utilisé la force d’un corps humain typique, qui ne résisterait probablement pas à plus de 10 grammes d’accélération, c’est donc à ce moment-là que nous avons annoncé la destruction de l’appareil photo. » . « Pour Sagittaire A*, cela correspond à seulement 1 % du rayon de l’horizon des événements. Autrement dit, la caméra/astronaute traverse l’horizon, puis survit à 99 % du chemin jusqu’à la singularité avant d’être déchirée ou brûlée. par rayonnement extrême, mais c’est une histoire pour un autre jour.

Quant à ce que verra réellement l’intrépide explorateur lorsqu’il plongera dans l’une des poches les plus sombres de l’univers ? Eh bien, comme son nom l’indique, la singularité au centre d’un trou noir est impossible à observer directement, car sa gravité empêche même la lumière elle-même de s’échapper de l’horizon des événements une fois qu’elle le traverse. Cependant, les astronomes Nous sommes Capable d’observer la masse rougeoyante de matière extrêmement chaude entourant le trou noir, qui se dépose dans un disque plat alors qu’il est inexorablement tiré vers l’horizon des événements.

Les visualisations du superordinateur de la NASA révèlent avec des détails exquis comment la masse de 4,3 millions de soleils pourrait déformer radicalement la lumière d’un disque d’accrétion plat. Chaque simulation commence par l’observation du trou noir à une distance d’environ 400 millions de kilomètres. De là, l’effet de la gravité du léviathan cosmique peut déjà être observé, car il manipule la lumière du disque pour encadrer le haut et le bas de l’horizon des événements, faisant écho à l’apparition du trou noir « Gargantua » vu dans le film Interstellar de Christopher Noland en 2014.

À mesure que le vol se poursuit, l’effet du trou noir supermassif s’intensifie pour créer un kaléidoscope de lignes de photons changeantes, qui deviennent de plus en plus fines à mesure que l’astronaute s’approche et traverse l’horizon des événements.

La NASA a téléchargé plusieurs versions des simulations sur Youtubedont une vidéo YouTube à 360 degrés qui laisse carte blanche aux spectateurs Regardons autour de nous alors qu’ils tombent dans les gouffres cosmiques les plus profondsOu bien, Voyager pour échapper à l’attrait insatiable de l’exclusivité. Certaines vidéos montrent également des informations sur la perspective de la caméra et comment des effets relativistes tels que la dilatation du temps – un phénomène dans lequel le temps passe à des vitesses différentes pour différents observateurs en fonction de l’endroit où ils se trouvent et de la vitesse à laquelle ils se déplacent – affecteraient une personne lorsqu’elle se déplace. approcher la singularité.

Consultez cet article de l’IGN pour une explication de ce qu’est la dilatation du temps et comment cela pourrait être un casse-tête pour les futurs astronautes explorant des étoiles lointaines. Pour plus d’informations sur l’astronomie, pourquoi ne pas en savoir plus sur une explosion d’étoiles unique qui devrait être visible depuis la Terre plus tard cette année, ou découvrir comment des millions d’acteurs de Frontiers sont collectivement répertoriés comme auteurs d’une étude scientifique précédemment examinée.

Crédit image : NASA

Anthony est un contributeur indépendant qui couvre l’actualité scientifique et des jeux vidéo pour IGN. Il a plus de huit ans d’expérience dans les développements de pointe dans plusieurs domaines scientifiques et n’a absolument pas le temps de vous tromper. Suivez-le sur Twitter @BeardConGamer