La NASA proporciona una animación de una inmersión en un agujero negro

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Editorial Web Innovación Tecnológica – 05/07/2024

Bucear en un agujero negro

¿Alguna vez te has preguntado qué pasaría si te cayeras o te sumergieras intencionalmente en un agujero negro?

Gracias a una nueva visualización inmersiva producida en la supercomputadora de la NASA, ahora es posible vislumbrar lo que nos dicen las teorías sobre cómo sería sumergirse en el horizonte de sucesos, el punto sin retorno de un agujero negro.

Aquí hay dos videos, uno que solo muestra la ventana de su barco y el otro que es más educativo, explica (en inglés) cada paso de la visualización y el buceo, con los efectos de la relatividad general que hacen que todo se tuerza y ​​se doble.

«La gente suele preguntar sobre esto, y simular estos procesos difíciles de imaginar me ayuda a conectar las matemáticas relativistas con consecuencias reales en el universo real», dice Jeremy Schnittman, astrofísico del Centro de Vuelos Espaciales Goddard que creó las visualizaciones. «Así que simulé dos escenarios diferentes, uno en el que la cámara, tomando el lugar de un atrevido astronauta, pierde el horizonte de sucesos y vuelve a disparar, y otro en el que cruza la frontera, sellando su destino».

Para crear las visualizaciones, Schnittman colaboró ​​con su colega Brian Powell y utilizó una supercomputadora. explorar En el Centro de Simulación Climática de la NASA. El proyecto generó alrededor de 10 terabytes de datos, equivalente a aproximadamente la mitad del contenido de texto estimado de la Biblioteca del Congreso. Fueron necesarios unos cinco días de funcionamiento con el 0,3% de los 129.000 procesadores de la supercomputadora; esto se podría hacer en una computadora portátil típica, pero llevaría alrededor de una década.

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El destino del vuelo es un agujero negro supermasivo de 4,3 millones de veces la masa de nuestro Sol, equivalente a Sagitario A*, situado en el centro de nuestra Vía Láctea.

«Los agujeros negros de masa estelar, que tienen hasta unas 30 masas solares, tienen horizontes de sucesos mucho más pequeños y fuerzas de marea más fuertes, que pueden destruir los objetos que se acercan antes de que alcancen el horizonte», explicó Schnittman. «Si pudieras elegir, querrías caer en un enorme agujero negro».

Esto sucede porque la fuerza gravitacional en el extremo del objeto más cercano al agujero negro es mucho más fuerte que la fuerza gravitacional en el otro extremo. Los objetos que caen se expanden como espaguetis, un proceso que los astrofísicos llaman espaguetis. Otras simulaciones han demostrado que es posible sobrevivir al caer en un agujero negro.

Como un viaje a un agujero negro

El horizonte de sucesos del agujero negro simulado abarca unos 25 millones de kilómetros, o alrededor del 17% de la distancia entre la Tierra y el Sol, y está rodeado por una nube plana y giratoria de gas caliente y brillante, llamada disco de acreción, que actúa como un espectáculo visual. Referencia durante el buceo. Lo mismo ocurre con las estructuras brillantes, llamadas bucles de fotones, que se forman cerca de un agujero negro a partir de la luz que ha orbitado alrededor de él una o más veces.

A medida que la cámara se acerca al agujero negro, alcanzando velocidades cada vez más cercanas a la velocidad de la luz, el brillo del disco de acreción y las estrellas del fondo se amplifica y, al igual que el sonido de un coche de carreras que se acerca, aumenta en intensidad. Su luz parece más brillante y blanca cuando miramos en la dirección de la marcha.

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Las películas comienzan con la cámara ubicada a unos 400 millones de kilómetros de distancia, mientras el agujero negro llena rápidamente el campo de visión. En el camino, el disco del agujero negro, los anillos de fotones y el cielo nocturno se distorsionan cada vez más, e incluso forman múltiples imágenes a medida que su luz atraviesa el espacio-tiempo cada vez más distorsionado.

En tiempo real, la cámara tardaría unas 3 horas en descender hasta el horizonte de sucesos, completando aproximadamente dos órbitas completas de 30 minutos en el camino. Pero para cualquiera que observara desde lejos, nunca llegaría allí. A medida que el espacio-tiempo se distorsiona cada vez más cerca del horizonte de sucesos, la imagen de la cámara se ralentiza y parece congelarse un poco antes. Es por eso que los astrónomos originalmente se referían a los agujeros negros como «estrellas heladas».

En el horizonte de sucesos, incluso el propio espacio-tiempo fluye hacia adentro a la velocidad de la luz, el límite de velocidad cósmica. Una vez dentro, la cámara y el espacio-tiempo en el que se mueve corren hacia el centro del agujero negro, un punto unidimensional llamado singularidad, donde las leyes de la física tal como las conocemos ya no tienen sentido.

Otras animaciones están disponibles en https://svs.gsfc.nasa.gov/14576.


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Lucía Veloz

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