ناسا شبیه سازی سیاه چاله

تماشا کنید: سفر در سیاه چاله با تکنولوژی شبیه سازی ناسا

ناسا با تکنولوژی فوق‌العاده پیشرفته خود توانسته سفر در سیاه چاله را شبیه سازی کند. اگر با یک دوربین وارد سیاه چاله شوید، دقیقا چه‌چیزی را خواهید دید؟

مفهوم سیاه چاله همیشه جذابیت فوق‌العاده زیادی برای انسان داشته است. غول‌های کیهانی که می‌توانند هر چیزی را نابود کنند و هیچ راه فراری نیز از آنها وجود ندارد. نیروی گرانش یک سیاه چاله برابر با نیروی گرانشی است که ستاره‌ای معادل همان جرم به اطراف وارد می‌کند. پیشتر در مطلبی جداگانه به بررسی بزرگترین سیاه چاله های جهان پرداخته بودیم و گفتیم که برخی از آنها می‌توانند جرمی برابر با ۲۰ میلیارد خورشید داشته باشند.

ناسا شبیه سازی سیاه چاله

سیاه چاله ها در نتیجه فروپاشی هسته ستاره‌های مرده ایجاد می‌شوند. آنها آنقدر فشرده هستند که حتی فیزیک نیز نمی‌تواند توصیف مناسبی ارائه دهد. هرچند توجه داشته باشید که نیروی گرانش سیاه چاله نیز تا شعاع خاصی وارد می‌شود. به مرز تاثیرگذاری قدرت گرانشی سیاه چاله نیز افق رویداد می‌گویند. نقطه‌ای که اگر از آن بگذرید، دیگر هیچ راه بازگشتی ندارید.

شبیه سازی ناسا تصویری فو‌ق‌العاده خاص از سیاه چاله را ارائه می‌دهد

از زمان اثبات وجود سیاه چاله همیشه یک سوال ذهن بشر را مشغول کرده است: اگر وارد سیاه چاله شویم، چه اتفاقی رخ می‌دهد؟ طبیعتا خواهید گفت که مرگ در زمان بسیار کوتاهی فرا می‌رسد؛ اما تصور کنید که یک دوربین فوق‌العاده پیشرفته و مقاوم همراه شما است. این دوربین چه تصاویری را ثبت خواهد کرد؟ شبیه سازی ابرکامپیوتر ناسا از سیاه چاله می‌تواند پاسخ این سوال‌ها را بدهد. هرچند که پاسخ ناسا نیز بر مبنای داده‌های کنونی است و امکان دارد در آينده تغییر کند.

ناسا شبیه سازی سیاه چاله

جرمی اشنیت‌من، دانشمند اخترفیزیک مرکز فضایی گادرد ناسا سرپرستی تیم شبیه سازی سیاه چاله را بر عهده داشته است. وی همیشه با این سوال مواجه بوده است که اگر بتوانیم وارد سیاه چاله شویم، چه مناظری را مشاهده خواهیم کرد. طبیعتا شبیه سازی چنین چیزی آسان نیست؛ اما ناسا دو سناریوی مختلف را آماده کرده است.

در سناریوی اول دوربین از نقطه بی‌بازگشت گذر می‌کند و اسیر گرانش فوق‌العاده شدید سیاه چاله می‌شود. در سناریوی دوم دوربین فوق‌العاده به سیاه چاله نزدیک می‌شود؛ اما از افق رویداد نمی‌گذرد. به‌همین‌خاطر می‌تواند از نابودی نهایی جان سالم به‌در برد.

نور ابزار اصلی ما برای کاوش در جهان است. از آنجایی که حتی نور نیز نمی‌تواند از گرانش شدید سیاه چاله فرار کند، ما نمی‌دانیم دقیقا چه اتفاقی پس از افق رویداد رخ می‌دهد. حتی در حالت تئوری نیز ما با پارادوکس مواجه می‌شویم. از طرفی گفته می‌شود که اطلاعات از نقطه ‌نظر یک فرد بیرونی در افق رویداد حفظ می‌شود و از طرفی دیگر از نقطه‌نظر فردی که از افق رویداد گذشته برای همیشه از دست خواهد رفت.

ناسا شبیه سازی سیاه چاله

هرچند با توجه به نحوه حرکت نور و مواد اطراف سیاه چاله می‌توان گفت که حتی در نزدیکی افق رویداد نیز نیروی گرانش وحشتناک قدرتمند است. گاهی اگر جرمی به این مرز نزدیک شود، حتی ممکن است به اتم‌های سازنده خود تجریه شود. اینکه چنین اتفاقی در چه فاصله‌ای رخ دهد به جرم سیاه چاله بستگی دارد.

در شبیه سازی ناسا از سیاه چاله با نوع کلان‌جرم آن طرف هستیم. در واقع دانشمندان سیاه چاله هایی همچون کمان ای* یا M87* را در نظر گرفته‌اند که در مرکز کهکشان راه شیری و M87 قرار دارند. سیاه چاله شبیه سازی شده در ابرکامپیوتر ناسا جرمی معادل ۴.۳ میلیون خورشید را دارد. شاید با خود بگویید که چرا ناسا یک سیاه چاله کوچکتر را آماده نکرده است؟

سیاه چاله های ستاره‌ای کوچکترین نوع سیاه چاله هستند که ممکن است حداکثر جرمی معادل ۳۰ خورشید را داشته باشند. طبیعتا افق رویداد این سیاه چاله ها کوچکتر است؛ اما نیروی کشندی فوق‌العاده قوی‌تری دارند. به‌همین‌خاطر اجرامی که به آنها نزدیک شوند را حتی پیش از رسیدن به افق رویداد تکه‌تکه خواهند کرد. در واقع شبیه سازی ناسا با سیاه چاله کلان جرم سر سوزنی به واقعیت نزدیک‌تر خواهد بود.

حالا بیایید به بررسی ویدیوها بپردازیم. سفر ما با دوربین جادویی ناسا از فاصله ۶۴۰ کیلومتری سیاه چاله آغاز می‌شود و کم‌کم‌ نزدیک می‌شویم. در یک دقیقه آغازین ویدیو نمایی کلی و سریع از این سفر خارق‌العاده را مشاهده خواهید کرد. پس از آن توضیحاتی نمایش داده می‌شود. در ابتدای سفر لایه‌های بسیار باریکی از نور را مشاهده می‌کنید. این لایه‌ها حلقه فوتون نام دارند. آنها در لبه داخلی قرص برافزایشی و بیرون از افق رویداد قرار گرفته‌اند.

در واقع شما تصویری را مشاهده می‌کنید که در نتیجه چرخش یک یا چندباره نور به‌دور سیاه چاله ایجاد شده است. در گوشه سمت راست تصویر می‌توانید موقعیت نسبی و جهت دوربین را در مقایسه با سیاه چاله مقایسه کنید. در سمت چپ تصویر نیز دو زمان مختلف نمایش داده می‌شود. توجه داشته باشید که هرچه به سیاه چاله نزدیک‌تر شوید، زمان آرام‌تر می‌گذرد. بنابراین تایمر بالایی گذر زمان را از نظر دوربین و تایمر پایینی گذر زمان را از نظر یک فرد که دورتر قرار دارد، نشان می‌دهد.

هرچه به سیاه چاله نزدیک‌تر می‌شوید، سرعت فوق‌العاده زیاد حرکت دوربین سبب می‌شود که درخشش منابع نوری بالا بیشتر شود. در دقیقه دوم ویدیو شبیه سازی ناسا از سیاه چاله، دوربین سقوط خود در افق رویداد را آغاز می‌کند. ۹ ثانیه بعد دوربین به افق رویداد می‌رسد. هنوز هم نور جهان بیرون می‌درخشد، اما دیگر راهی برای فرار ندارد.

کمی بعد دوربین نابود می‌شود و چند میکروثانیه بعدتر هم به نقطه تکینگی گرانشی می‌رسد. در این لحظه از شبیه سازی ناسا به زمان از نظر ناظر بیرونی و زمان از نظر فردی که درون سیاه چاله است نگاهی بیندازید. در ادامه ویدیو ناسا ظرافت حلقه‌های فوتونی اطراف افق رویداد را نشان می‌دهد. اگر یک انسان به‌صورت معجزه‌آسایی می‌توانست حلقه‌های فوتونی را از نزدیک ببیند، صحنه‌ای عجیب را متوجه می‌شد.

اینطور به‌نظر می‌رسید که گویی آسمان با سرعت بالا در حال حرکت کردن در جهت چشمان ما است و هر لحظه کوچکتر می‌شود. جالب است بدانید که شبیه سازی ناسا از سیاه چاله به قدرت پردازشی فوق‌العاده بالایی نیاز دارد. در واقع انجام این کار روی یک لپ‌تاپ عادی می‌توانست یک دهه طول بکشد. هرچند ابرکامپیوتر دیسکاور ناسا شبیه‌ سازی سیاه چاله را با استفاده از تنها ۰.۳ درصد از قدرت پردازشی خود در ۵ روز انجام داد.

در دومین ویدیو شبیه سازی ناسا از سیاه چاله دیگر دوربین نابود نخواهد شد؛ زیرا فقط به افق رویداد نزدیک می‌شود و پس از یک گردش با نیروی پیشرانه‌ای قدرتمند فرار می‌کند. همانند ویدیو پیشین اولین چیزی که مشاهده می‌کنید، قرص برافزایشی است. در واقع شما حلقه‌ای از غبار و گازهای فوق‌العاده داغ را شاهد هستید که نه به‌درون سیاه چاله سقوط می‌کنند و نه می‌توانند از گرانش آن رهایی یابند. در لایه داخلی قرص برافزایشی نیز حلقه فوتون دیده می‌شود.

وقتی دوربین به افق رویداد نزدیک شود، سرعتی معادل ۶۰ درصد سرعت نور را خواهد داشت. در این لحظه آسمان از حالت عادی خود خارج می‌شود. در واقع اگر یک انسان درون شبیه سازی ناسا از سیاه چاله بود چندین آسمان را در برابر چشمان خود می‌دید. یا ممکن بود تصور کند آینه‌هایی بزرگ در قسمت‌های مختلف جهان تصویر ستارگان را تکرار می‌کنند.

هرچند چنین توهمی صرفا به این خاطر شکل می‌گیرد که نور پیش از رسیدن به فرد چندین بار به‌دور سیاه چاله می‌چرخد. وقتی دوربین کمی از نقطه مرگبار فاصله بگیرد، اینگونه به‌نظر می‌رسد که سیاه چاله دوتکه شده است. انسان هرگز نمی‌تواند با استفاده از دوربین چنین لحظاتی را ثبت کند. حتی اگر هم روزی چنین کاری ممکن شود و بتوانیم به یک سیاه چاله کلان‌جرم نزدیک شویم، ارسال داده‌های دوربین ممکن نخواهد بود. با وجود اینها، شبیه سازی ناسا از سیاه چاله می‌تواند تصویری جذاب از یک سفر خیالی را ارائه کند.

بیشتر بخوانید:
ساخت سیاه چاله در آزمایشگاه به یک نتیجه عجیب منجر شد نگاهی به بزرگترین سیاه چاله های جهان؛ وقتی عظمت کیهان باورکردنی نیست! کشف یک سیاه چاله غول پیکر در نزدیکی کره زمین اخترشناسان را شگفت‌زده کرد رقص برزخی دو سیاه چاله برای ۳ میلیارد سال آیا یک سیاهچاله می‌تواند کل جهان هستی را ببلعد؟

پاسخ بدهید

وارد کردن نام و ایمیل اجباری است | در سایت ثبت نام کنید یا وارد شوید و بدون وارد کردن مشخصات نظر خود را ثبت کنید *

*

یک دیدگاه

  1. اصلا خوشم نیومد زومش کم بود