De nouvelles simulations de superordinateurs de la NASA révèlent ce que ce serait de tomber dans un trou noir supermassif

De nouvelles simulations de superordinateurs de la NASA révèlent ce que ce serait de tomber dans un trou noir supermassif
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Les trous noirs supermassifs sont capables de dévorer violemment des étoiles entières et de déformer le tissu même de l’espace-temps avec leur masse et leur influence gravitationnelle presque incompréhensibles. Leur puissance impressionnante et leur nature mystérieuse ont captivé l’imagination de générations de scientifiques et d’artistes, allant d’Albert Einstein à Christopher Noland, qui ont cherché à rendre l’inconnu compréhensible à travers leurs œuvres d’art audiovisuel et leurs recherches révolutionnaires.

Aujourd’hui, un nouvel ensemble de simulations sur superordinateur de la NASA donne au public l’occasion de voir de près l’influence de ces léviathans cosmiques sur la réalité, en leur montrant à quoi cela ressemblerait de voyager à travers l’horizon des événements d’un trou noir supermassif avec une masse l’équivalent de 4,3 millions de soleils.

“Les gens posent souvent des questions à ce sujet, et simuler ces processus difficiles à imaginer m’aide à relier les mathématiques de la relativité aux conséquences réelles dans l’univers réel”, a expliqué l’astrophysicien de la NASA Jeremy Schnittman, du Goddard Space Flight Center à Greenbelt, Maryland, qui travaillé pour créer les visualisations. “J’ai donc simulé deux scénarios différents, l’un dans lequel une caméra – un remplaçant pour un astronaute audacieux – rate de peu l’horizon des événements et recule, et l’autre dans lequel elle franchit la frontière, scellant son destin.”

Les simulations ont été conçues par Schnittman et son collègue scientifique de la NASA, Brian Powell, à l’aide du supercalculateur Discover situé au Center for Climate Simulation de la NASA. Selon l’agence, il aurait fallu environ une décennie à un ordinateur portable ordinaire pour accomplir cette tâche monumentale, mais les 129 000 processeurs de Discover ont été capables de compiler les visualisations en seulement cinq jours, en utilisant seulement 0,3 % de sa puissance de calcul.

La singularité au cœur des simulations a été créée pour avoir à peu près la même masse que le monstrueux trou noir supermassif tapi au cœur de la Voie lactée, connu sous le nom de Sagittaire A* (Sgr A*). Comme l’explique Schnittman, la taille incroyable du trou noir supermassif pourrait jouer à l’avantage d’un astronaute, l’aidant à survivre jusqu’au point où le courageux explorateur traverse l’horizon des événements, moment auquel il serait déchiré via un processus. connue sous le nom de spaghettification.

“Le risque de spaghettification est bien plus grand pour les petits trous noirs de l’ordre de la masse de notre soleil”, a déclaré Schnittman dans un courriel adressé à l’IGN. « Pour ceux-là, les forces de marée détruiraient en effet n’importe quel vaisseau spatial normal bien avant qu’il n’atteigne l’horizon. Pour les trous noirs supermassifs comme Sgr A*, l’horizon est si grand qu’il semble plat, tout comme un navire sur l’océan ne risque pas de « tomber au-dessus de l’horizon », même s’il pourrait facilement tomber sur une cascade sur un petite rivière.”

“Pour calculer le point exact de la spaghettification, nous avons utilisé la force d’un corps humain typique, qui ne survivrait probablement pas à plus de 10 g d’accélération, c’est donc à ce moment-là que nous avons déclaré la destruction de la caméra”, a poursuivi l’astrophysicien de la NASA. . « Pour Sgr A*, cela correspond à seulement 1 % du rayon de l’horizon des événements. Autrement dit, la caméra/astronaute traverse l’horizon, puis survit encore à 99 % du chemin vers la singularité avant de se déchirer. Ou brûlé par les radiations intenses, mais c’est une histoire pour un autre jour.

Quant à ce qu’un explorateur intrépide verrait réellement en plongeant dans l’une des poches les plus sombres de l’univers ? Eh bien, comme son nom l’indique, la singularité au centre d’un trou noir donné est impossible à observer directement, du fait que sa gravité empêche même la lumière elle-même de s’échapper de l’horizon des événements une fois qu’elle l’a traversé. Cependant, les astronomes sont capable d’observer la masse rougeoyante de matière surchauffée entourant un trou noir, qui se dépose dans un disque plat alors qu’il est inexorablement attiré vers l’horizon des événements.

Les visualisations du superordinateur de la NASA révèlent avec de magnifiques détails comment la masse de 4,3 millions de Soleils pourrait déformer radicalement la lumière du disque d’accrétion plat. Chaque simulation commence avec le spectateur regardant le trou noir à une distance d’environ 400 millions de kilomètres. De là, l’influence gravitationnelle du léviathan cosmique peut déjà être observée, car il manipule la lumière du disque pour encadrer le haut et le bas de l’horizon des événements, faisant écho à l’apparition du trou noir « Gargantua » vu dans le film Interstellar de Christopher Noland en 2014.

Au fur et à mesure que le voyage se poursuit, l’influence du trou noir supermassif s’intensifie pour créer un kaléidoscope de lignes de photons changeantes, qui deviennent de plus en plus fines à mesure que l’astronaute potentiel s’approche et traverse l’horizon des événements.

La NASA a mis en ligne plusieurs versions des simulations sur YouTube, y compris une vidéo YouTube à 360 degrés qui permet aux téléspectateurs de regarder librement autour de eux alors qu’ils tombent dans les profondeurs des gouffres cosmiques, ou bien de voyager pour échapper à l’attraction de l’insatiable singularité. Certaines vidéos affichent également des informations sur la perspective de la caméra et sur la façon dont les effets relativistes tels que la dilatation du temps – un phénomène dans lequel le temps passe à des vitesses différentes pour différents observateurs en fonction de l’endroit où ils se trouvent et de la vitesse à laquelle ils se déplacent – affecterait une personne à mesure qu’elle se rapprochait de la singularité.

Consultez cet article de l’IGN pour une explication de ce qu’est la dilatation du temps et comment cela pourrait s’avérer être un casse-tête pour les futurs astronautes explorant des étoiles lointaines. Pour plus d’informations sur l’astronomie, pourquoi ne pas lire sur une explosion stellaire unique qui devrait être visible depuis la Terre plus tard cette année, ou découvrir comment des millions d’acteurs des régions frontalières ont été collectivement répertoriés comme auteurs d’une étude scientifique évaluée par des pairs.

Crédit image : NASA

Anthony est un contributeur indépendant qui couvre l’actualité scientifique et des jeux vidéo pour IGN. Il a plus de huit ans d’expérience dans la couverture des développements de pointe dans plusieurs domaines scientifiques et n’a absolument pas de temps pour vos manigances. Suivez-le sur Twitter @BeardConGamer

 
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