Gaura neagră este un fenomen atât de bizar, încât oamenii de știință care au prezentat această idee au crezut că, în realitate, nu ar putea exista. Se formează din stele gigantice spulberate, iar masa lor este atât de densă încât nimic nu poate scăpa de strângerea atracției lor gravitaționale, inclusiv a luminii. Găurile negre distorsionează spațiul-timp, iar oamenii de știință se întreabă în permanență: cum ar putea arăta? Poate că îi vom putea vedea cu telescopul Event Horizon, dar în 1979, Jean-Pierre Lumine a creat prima „imagine” folosind doar computerul de atunci cu cărți perforate, o mulțime de calcule matematice și cerneală.
Problema cu descrierea unei găuri negre este că, prin definiție, nu poate emite lumină. Din fericire, găurile negre mari se găsesc de obicei lângă alte stele, aspirând materie din ele, pe care astronomii o pot observa în principiu. „Pe măsură ce [gazele din stele] intră în gaura neagră, acesta se încălzește din ce în ce mai mult și în cele din urmă începe să emită radiații. Aceasta este o sursă bună de lumină: inelele de acumulare strălucesc, iluminând gaura neagră centrală”, scrie Lumine în blogul său.
O trăsătură distinctivă a unei găuri negre este granița sa ca „orizont de evenimente”, un punct de neîntoarcere pentru materie și lumină. Materia de la periferia sa, aspirată de stelele din apropiere, formează un „disc de acumulare”, descris în Interstellar ca două discuri perpendiculare strălucitoare. Dar aceasta este doar o iluzie - există un singur disc la ecuator, dar lumina este îndoită din cauza gravitației extreme a găurii negre (lentilă gravitațională).
Desenul lui Lumine descrie alte două fenomene importante care nu sunt observate în spațiul interstelar. Primul este faptul că energia și lumina sunt mai puternice mai aproape de marginea găurii negre și mai slabe mai departe. Un altul este efectul Doppler, cauzat de rotația discului de acumulare, care face ca lumina să pară mai strălucitoare pe o parte, în funcție de direcția de rotație. În imaginea lui Lumine, discul de acumulare se rotește în sens invers acelor de ceasornic, astfel încât lumina sa se apropie de observator din stânga și se retrage din dreapta, luminând partea stângă.
Toate acestea fac ca gaura neagră să devină mult mai strălucitoare în centru și în stânga, așa cum este descris în desenul lui Lumine, spre deosebire de gaura neagră Gargantua creată de echipa de grafică interstelară. „O imagine realistă ar trebui să prezinte o asimetrie puternică în luminozitatea discului, astfel încât o parte să fie mult mai strălucitoare și cealaltă mult mai slabă”, spune el.
Rezultatul muncii omului de știință este imaginea care este considerată cea mai realistă. Mai târziu, modelele computerizate create la NASA arată aceleași elemente definitorii - un subțire „inel de fotoni” în centru, lumină schimbată Doppler și un disc dublu de acumulare cauzat de lentilele gravitaționale. Deci, pentru un entuziast cu cărți perforate și cerneală, a funcționat destul de bine.
Video promotional:
Serghei Lukavsky
