„Интерстелар” разкрил нови свойства на черните дупки

Човек или робот, попаднал в околностите на въртяща се черна дупка, ще види огромно количество звезди, тъй като гравитационните смущения, пораждани от черната дупка, ще създават дузина копия на светилата и на галактиката като цяло.

Това твърдят физици и аниматори, участващи в заснемането на филма „Интерстелар“ и публикували своите изводи в изданието Classical and Quantum Gravity.

В началото на ноември миналата година на големите екрани излезе новият филм на Кристофър Нолан „Интерстелар“, разказващ за пътешествието на група учени и астронавти през червеева дупка и тяхното кацане на повърхността на планета, въртяща се около черна дупка.

Една от главните положителни черти на филма, по думите на създателите и критиците, е неговата научна достоверност, съпоставима с признатия еталон на научната фантастика – „2001: Космическа одисея“ на Стенли Кубрик.

Черната дупка Гаргантюа и прочие обекти от света на „Интерстелар“ са се родили благодарение на настойчивостта на астрофизика Кийп Торн, научен консултант на кинокартините и авторите на статиите, както и на специалистите от британската анимационна фирма Double Negative, съумели да въплътят математическите му изчисления.

Подобен съюз е довел до едно неочаквано последствие, благодарение на което филмът, вероятно за първи път в историята на човечеството, помогнал на учените да разкрият още едно неизвестно досега свойство на черните дупки.

Както разказват представителите на Double Negative, първоначално те се опитали да пресъздадат черната дупка с помощта на същите модели, които се използват от астрофизиците и космолозите. Те „рисуват“ сянката на черната дупка, нейният акреционен диск и близкото обкръжение с помощта на безкрайно тънки лъчи светлина, използвайки един такъв източник на светлина за всеки пиксел от изображението.

Подобни модели може и да устройват учените, но не и аниматорите – картинката неприятно „мигала“ поради постоянните движения на звезди и други източници на светлина.

„За да се избавим от мигането и да направим картината за филма идеално гладка, променихме нашите алгоритми по такъв начин, както никой никога не го е правил. Вместо да следим движението на отделни лъчи, използвайки уравненията на Айнщайн, започнахме да следим пътищата и изкривяването във формите на цели снопове лъчи. Когато този модел беше готов, разбрахме, че той може да се използва и за научни изследвания“, отбелязва Оливър Джеймс, водещ учен в Double Negative.

Например, отбелязват Торн и Оливър, наблюденията на виртуална черна дупка разкрива необичаен ефект, който ще бъде забележим само при приближаване на Гаргантюа от „Интерстелар“ или негови реални „братовчеди“.

Както обясняват учените, въртенето на черната дупка поражда сложни гравитационни смущения, които по особен начин изкривяват светлината, попадаща в близките околности на черната дупка.

В някои точки, които физиците наричат каустики (от гр. καυστός – „изгарящ“), светлината ще се съсредоточава, образувайки своеобразно отражение на звездите или всеки друг обект. Според изчисленията на авторите на статията човек или робот, пътешестващ към хоризонта на събитията на черна дупка, може да види до 13 отделни звезди или дори галактиката като цяло.

Според Кийп Торн въпросният симулатор може да се използва и за изучаване на други, по-сложни процеси, протичащи в околностите на въртящи се черни дупки.

Напълно е възможно, смята ученият, наследството на „Интерстелар“ да помогне да се разкрият и други тайни на тези обекти, които е невъзможно да се видят с традиционните „лъчеви“ модели.