É uma questão que tem assombrado a humanidade desde que aprendemos sobre os buracos negros Há pouco mais de um século: Como será mergulhar além do ponto sem volta?
Ainda não temos uma resposta, mas a simulação do novo supercomputador é o nosso melhor palpite, com base nos dados atuais.
“As pessoas muitas vezes perguntam sobre isso, e simular esses processos difíceis de imaginar me ajuda a conectar a matemática relativística às consequências reais no universo real.” diz o astrofísico Jeremy Schnittman Do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA.
“Então simulei dois cenários diferentes, um em que a câmera – tomando o lugar de um astronauta ousado – erra o horizonte de eventos e é catapultada de volta, e outro em que cruza a fronteira, determinando seu destino.”
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O incognoscível é como a centelha da nossa curiosidade, e os buracos negros podem ser o exemplo do incognoscível. Formam-se a partir de núcleos de estrelas massivas mortas que colapsam sob a sua própria gravidade e são tão densas que a sua matéria é comprimida num espaço que é atualmente indescritível para a física.
Contudo, um resultado desta pressão é o horizonte de eventos; Uma fronteira quase esférica onde a atração gravitacional é tão forte que mesmo a velocidade da luz não é suficiente para atingir a velocidade de escape.
Isso significa que não temos como saber o que está além do horizonte de eventos. A luz é a principal ferramenta que usamos para explorar o universo. Se não conseguirmos ver nenhuma luz de dentro de um buraco negro, não seremos capazes de saber o que há lá dentro.
Mesmo em teoria, estamos Você encontra paradoxos Onde a informação é preservada no horizonte de eventos do ponto de vista de um observador, ela fica bloqueada para sempre do ponto de vista de um objeto que cruza a fronteira.
No entanto, o que sabemos com base na forma como a luz e a matéria se movem em torno dos buracos negros é que o sistema gravitacional em torno do horizonte de eventos é completamente maluco. Em alguns casos, qualquer coisa que chegue muito perto dos átomos é atraída pelos átomos pelas forças envolvidas. O ponto exato em que isso acontece depende da massa do buraco negro em questão. Massa estelarOu até cerca de 100 sóis por massa; Ou supermassivo, com uma massa de milhões a bilhões da massa do Sol.
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“Se você pudesse escolher, você iria querer cair em um enorme buraco negro.” Schnittman diz.
“Os buracos negros de massa estelar, que têm até cerca de 30 massas solares, têm horizontes de eventos muito mais pequenos e forças de maré mais fortes, que podem destruir objetos que se aproximam antes de atingirem o horizonte.”
Avanços surpreendentes nos últimos anos forneceram-nos uma riqueza de dados sobre o espaço que rodeia os buracos negros. Os buracos negros supermassivos M87* e Sagitário A*, localizados nos centros das galáxias M87 e da nossa própria galáxia, respetivamente, têm sido objeto de espetaculares campanhas de imagens diretas. O buraco negro em si ainda é invisível, é claro, mas a luz das nuvens brilhantes de material em torno de cada buraco negro deu-nos uma visão sem precedentes do ambiente gravitacional.
Schnittman, que produziu inúmeras simulações de buracos negros para a NASA, baseou a sua nova versão num buraco negro supermassivo que se assemelha muito a Sagitário A*. Ele começou com um buraco negro com massa equivalente a cerca de 4,3 milhões de sóis e, em colaboração com o cientista de dados Brian Powell, também de Goddard, inseriu seus dados no supercomputador Discover da NASA.
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Depois de funcionar durante cinco dias, o programa gerou 10 terabytes de dados, que os cientistas usaram para criar vários vídeos de como seria cair num buraco negro supermassivo. Em um laptop típico, isso pode levar 10 anos.
A câmera inicia a simulação a cerca de 640 milhões de quilômetros (400 milhões de milhas) do buraco negro e se move para dentro. À medida que se aproxima, o disco de matéria que rodeia o buraco negro e a estrutura interna conhecida como anel de fotões tornam-se mais visíveis.
Esses elementos, e o espaço-tempo, ficam mais distorcidos à medida que a câmera se aproxima. Finalmente, faz cerca de duas órbitas em torno do buraco negro antes de descer para além do horizonte de eventos, quebrando-se após apenas 12,8 segundos.
Na outra versão, a câmera se aproxima do buraco negro, antes de escapar da atração gravitacional e voar para longe.
Seria bom pensar que, em algum momento, poderíamos aprender mais sobre o ambiente além do horizonte de eventos. Entretanto, podemos desfrutar do estranho sabor do espaço-tempo que pode existir em torno do seu perímetro – tudo a partir da segurança do nosso próprio planeta.
