Искривленный мир черной дыры на визуализации от НАСА

Визуализация моделирует появление черной дыры, в которой падающее вещество собралось в тонкую горячую структуру - аккреционный диск. Чрезвычайная гравитация черной дыры искажает свет, испускаемый различными областями диска, создавая деформированный вид.

Яркие узлы регулярно образуются и рассеиваются в диске, когда закручиваются магнитные поля. Ближайший к черной дыре газ вращается со скоростью, близкой к скорости света, а внешние части вращаются немного медленнее. Эта разница растягивает и срезает яркие узлы, создавая светлые и темные полосы на диске.

Если посмотреть сбоку, диск ярче слева, чем справа. Светящийся газ на левой стороне диска движется к нам так быстро, что эффекты относительности Эйнштейна придают ему яркость. С правой стороны происходит обратное: удаляющийся от нас газ становится немного тусклее. Эта асимметрия исчезает, когда мы смотрим на диск прямо, потому что с этой точки зрения ни один из материалов не движется вдоль линии нашего обзора.

Ближе к черной дыре гравитационный изгиб света становится настолько чрезмерным, что видно нижнюю сторону диска как яркое кольцо света, очерчивающее черную дыру. Это фотонное кольцо состоит из множества колец, которые постепенно становятся все слабее и тоньше от света, который облетел черную дыру 2,3 или даже больше раз, прежде чем достичь наших глаз. Из-за того, что эта смоделированная черная дыра сферическая, кольцо фотонов выглядит почти круглым и идентичным с любого угла обзора. Внутри фотонного кольца находится тень черной дыры, область примерно в два раза больше горизонта событий - точка невозврата.

«Подобные симуляции помогают нам визуализировать, что имел в виду Эйнштейн, когда сказал, что гравитация искажает ткань пространства и времени», - объясняет Джереми Шнитман, который создал эти великолепные изображения с помощью специального программного обеспечения в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА. «До недавнего времени эти визуализации были ограничены нашим воображением и компьютерными программами. Я никогда не думал, что мы сможем увидеть настоящую черную дыру». Но 10 апреля команда телескопа Event Horizon выпустила первое в истории изображение тени черной дыры, используя радионаблюдения сердца галактики M87.