NASA-Supercomputersimulatoren fallen in ein Schwarzes Loch

NASA-Supercomputersimulatoren fallen in ein Schwarzes Loch
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Der Supercomputer der NASA hat hochmoderne Visualisierungen erstellt, die es den Betrachtern ermöglichen, in den Ereignishorizont einzutauchen – den Punkt, an dem die Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs unwiderstehlich wird.

Die Visualisierungen wurden vom Astrophysiker Jeremy Schnittman am Goddard Space Flight Center der NASA erstellt.

„Die Leute fragen oft danach [what happens when we fall into a black hole]„Und die Simulation dieser schwer vorstellbaren Prozesse hilft mir, die Mathematik der Relativitätstheorie mit tatsächlichen Konsequenzen im realen Universum zu verbinden“, sagte Schnittman.

„Also habe ich zwei verschiedene Szenarien simuliert: eines, in dem eine Kamera – ein Ersatz für einen mutigen Astronauten – den Ereignishorizont knapp verfehlt und wieder hinausschießt, und eines, in dem sie die Grenze überschreitet und ihr Schicksal besiegelt“, fügte Schnittman hinzu.

Visualisierung mit Supercomputer

Schnittman arbeitete mit seinem Goddard-Wissenschaftler Brian Powell zusammen, um diese 360-Grad-Visualisierung zu erstellen. Sie nutzten den Discover-Supercomputer im NASA Center for Climate Simulation.

Laut NASA-Mitteilung hat der gesamte Simulationsprozess in fünf Tagen eine große Datenmenge von 10 Terabyte erzeugt. Interessanterweise nutzte es nur 0,3 % der 129.000 Discover-Prozessoren, aber die gleiche Arbeit hätte auf einem Standard-Laptop über ein Jahrzehnt gedauert.

Die Visualisierung zeigt ein supermassereiches Schwarzes Loch mit der 4,3 Millionenfachen Masse unserer Sonne, das in etwa dem kosmischen Monster der Milchstraße ähnelt.

„Wenn Sie die Wahl haben, möchten Sie in ein supermassereiches Schwarzes Loch fallen. Schwarze Löcher mit stellarer Masse, die bis zu etwa 30 Sonnenmassen enthalten, besitzen viel kleinere Ereignishorizonte und stärkere Gezeitenkräfte, die sich nähernde Objekte auseinanderreißen können, bevor sie den Horizont erreichen“, erklärte Schnittman.

Der enorme Gezeitendruck eines Schwarzen Lochs führt dazu, dass sich die Objekte in einem Prozess, der als Spaghettiifizierung bekannt ist, wie Nudeln ausdehnen.

Der gewaltige Ereignishorizont

In der Simulation umfasst der Ereignishorizont des Schwarzen Lochs eine Fläche von 16 Millionen Meilen (25 Millionen Kilometer). Um die Dinge ins rechte Licht zu rücken: Dies sind nur 17 % der Entfernung zwischen Erde und Sonne.

Eine Akkretionsscheibe ist eine flache, wirbelnde Wolke aus sehr heißem und hellem Gas, die sich in der Nähe des Schwarzen Lochs befindet. Diese Scheibe fungiert als visuelle Markierung für die Kamera beim Abstieg in das Schwarze Loch.

Ein weiteres Merkmal im Video sind die leuchtenden Strukturen, sogenannte Photonenringe, die näher am Schwarzen Loch zu sehen sind. Diese Ringe entstehen, wenn Licht das Schwarze Loch einmal oder mehrmals umkreist, bevor es wieder entweicht.

Die Kamerabewegung

Zu Beginn des Videos ist die Kamera etwa 400 Millionen Meilen (640 Millionen Kilometer) entfernt. Und fällt nach und nach in das kosmische Monster.

Es dauert etwa drei Stunden, bis die Kamera in Richtung des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs stürzt. Während der Reise durchläuft es zwei volle 30-minütige Umdrehungen um das Schwarze Loch.

Sobald die Kamera den Ereignishorizont überschreitet und in das Schwarze Loch eindringt, beginnt sie zusammen mit der Raumzeit, in der sie sich bewegt, auf die Mitte des Schwarzen Lochs zuzurasen. Diese Bewegung zum Zentrum hin ist aufgrund der starken Anziehungskraft des Schwarzen Lochs unvermeidlich.

Im Zentrum des Schwarzen Lochs liegt ein Punkt, der als Singularität bekannt ist und ein eindimensionaler Punkt ist. Hier werden die Gravitationskräfte unendlich stark und die Gesetze der Physik, wie wir sie verstehen, brechen zusammen.

„Sobald die Kamera den Horizont überquert, ist ihre Zerstörung durch Spaghettibildung nur noch 12,8 Sekunden entfernt“, sagte Schnittman. Vom Horizont bis zur Singularität beträgt die Entfernung nur 79.500 Meilen (128.000 Kilometer).

„Diese letzte Etappe der Reise ist im Handumdrehen vorbei“, heißt es in der Pressemitteilung der NASA.

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ÜBER DEN HERAUSGEBER

Mrigakshi Dixit Mrigakshi ist ein Wissenschaftsjournalist, der gerne über Weltraumforschung, Biologie und technologische Innovationen schreibt. Ihre Berufserfahrung umfasst sowohl Rundfunk- als auch digitale Medien und ermöglicht es ihr, verschiedene Erzählformate zu erlernen. Ihre Arbeiten wurden in bekannten Publikationen wie Nature India, Supercluster und dem Astronomy Magazine vorgestellt. Wenn Sie Pitches im Sinn haben, zögern Sie bitte nicht, ihr eine E-Mail zu senden.

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