Yeni NASA Görselleştirmesi Süper Kütleli Kara Deliğin Olay Ufkunu Gösteriyor
NASA’nın süper bilgisayarında üretilen yeni görselleştirme sayesinde, kara deliğin geri dönüşü olmayan noktası olan olay ufkuna dalabilirsiniz.
Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde astrofizikçi olan Dr. Jeremy Schnittman, “İnsanlar sıklıkla bunu soruyor ve bu hayal edilmesi zor süreçleri simüle etmek, görelilik matematiğini Evrendeki gerçek sonuçlarla ilişkilendirmeye yardımcı oluyor.”
“Böylece iki farklı senaryoyu simüle ettik; biri cesur bir astronotun vekili olan bir kameranın olay ufkunu ıskaladığı ve geri çekildiği, diğeri ise sınırı aşarak kaderini belirlediği senaryo” dedi.
Dr. Schnittman, görselleştirmeleri oluşturmak için Goddard Uzay Uçuş Merkezi bilim insanı Brian Powell ile birlikte çalıştı ve NASA İklim Simülasyonu Merkezi’ndeki Discover süper bilgisayarını kullandı.
Yaklaşık 10 terabaytlık veri ürettiler ve Discover’ın 129 bin işlemcisinin yalnızca %0,3’ünü çalıştırarak işlemi yaklaşık 5 gün sürdürdüler. Aynı başarı, standart bir dizüstü bilgisayarda on yıldan fazla zaman alır.
Hedef, Güneşimizin 4,3 milyon katı kütleye sahip, Samanyolu Galaksimizin merkezinde bulunan canavara eşdeğer süper kütleli bir kara delikti.
Dr. Schnittman, “Seçme şansınız varsa, süper kütleli bir kara deliğe düşmek istersiniz.”
“Yaklaşık 30 kadar güneş kütlesi içeren yıldız kütleli kara delikler, çok daha küçük olay ufuklarına ve daha güçlü gelgit kuvvetlerine sahiptir; bu da yaklaşan nesneleri ufka ulaşmadan önce parçalayabilir” dedi.
Bunun nedeni, kara deliğe yakın bir nesnenin ucundaki çekim kuvvetinin, diğer uçtakinden çok daha güçlü olmasıdır. Astrofizikçilerin spagettileşme adını verdiği bir süreç olan, düşen nesneler erişte gibi uzamasıdır.
Simüle edilen kara deliğin olay ufku yaklaşık 25 milyon km veya Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin yaklaşık %17’si kadar bir alanı kapsıyor.
Birikme diski adı verilen düz, dönen sıcak, parlak bir gaz bulutu onu çevreliyor ve düşüş sırasında görsel bir referans görevi görüyor.
Bir veya daha fazla kez yörüngesinde dönen ışıktan kara deliğe daha yakın oluşan ve foton halkaları adı verilen parlayan yapılar da öyle. Dünya’dan görülen yıldızlı gökyüzünün arka planı sahneyi tamamlıyor.
Kamera kara deliğe yaklaşıp ışığın hızına daha da yakın hızlara ulaştıkça, yığılma diskinden ve arka plandaki yıldızlardan gelen parıltı, yaklaşmakta olan bir yarış arabasının sesinin perdesinin yükselmesiyle hemen hemen aynı şekilde güçleniyor.
Seyahat yönüne bakıldığında ışıkları daha parlak ve beyaz görünür. Filmler, yaklaşık 640 milyon km uzakta bulunan kamerayla başlıyor ve kara delik hızla manzarayı dolduruyor.
Yol boyunca, kara deliğin diski, foton halkaları ve gece gökyüzü giderek bozuluyor ve hatta ışıkları giderek çarpık uzay-zamanı geçerken birden fazla görüntü oluşturuyor.
Gerçek zamanlı olarak, kameranın olay ufkuna düşmesi yaklaşık 3 saat sürüyor ve yol boyunca neredeyse iki adet 30 dakikalık tam yörünge gerçekleştiriyor. Ancak uzaktan gözlemleyen biri için asla tam olarak o noktaya varılamaz.
Uzay-zaman ufka yaklaştıkça daha da bozuldukça, kameranın görüntüsü yavaşlayacak ve sonra donmuş gibi görünecekti. Gökbilimcilerin başlangıçta kara deliklere “donmuş yıldızlar” adını vermelerinin nedeni budur.
Olay ufkunda, uzay-zamanın kendisi bile kozmik hız sınırı olan ışık hızıyla içeriye doğru akıyor.
İçeri girdikten sonra, hem kamera hem de içinde hareket ettiği uzay-zaman, kara deliğin merkezine doğru hızla ilerliyor; tek boyutluluk adı verilen ve bildiğimiz fizik yasalarının artık işlemediği bir nokta.
NASA görselleştirmesi, galaksimizin merkezindeki kütleye benzer süper büyüklükte bir kara deliğin yaklaşmasını, kısa bir süre yörüngede dönmesini ve ardından olay ufkunu (geri dönüşü olmayan nokta) geçmesini izleyen bir kamerayı izliyor.
Dr. Schnittman, “Kamera ufku geçtiğinde, spagettileşme yoluyla yok edilmesi yalnızca 12,8 saniye uzaktadır” dedi.
Buradan tekilliğe yalnızca 128 bin km var. Yolculuğun bu son ayağı göz açıp kapayıncaya kadar bitti.
Alternatif senaryoda, kamera olay ufkuna yakın bir yörüngede dönüyor ancak asla karşıya geçmiyor ve güvenli bir yere kaçmıyor.
Bir astronot, ana gemideki meslektaşları kara delikten uzaktayken bu 6 saatlik gidiş-dönüş yolculuğunda bir uzay aracıyla uçsaydı, meslektaşlarından 36 dakika daha genç dönecekti.
Bunun nedeni, güçlü bir çekim kaynağının yakınında ve ışık hızına yakın bir hızda hareket ederken zamanın daha yavaş akmasıdır.
Dr. Schnittman, “Bu durum daha da aşırı olabilir. Eğer kara delik 2014 Yıldızlararası filminde gösterildiği gibi hızla dönüyor olsaydı, gemiye arkadaşlarından çok daha genç bir şekilde geri dönerdi” dedi.
