Au-delà de l'horizon: le monde d'un trou noir

Quatre «zones» conditionnelles dans l'espace autour du trou noir: vert - sans danger, dans les orbites circulaires jaunes commencent à se déformer, en orange commence à tomber dans un trou noir, et du rouge il n'y a pas de salut

Première photo: le trou est encore loin

Deuxième photo: l'horizon des événements

Troisième photo: à l'horizon

Quatrième photo: c'est la fin

Andrew Hamilton et Gavin Polhemus ont mené une étude spectaculaire sur la physique des trous noirs. Ils ont non seulement peint un modèle imaginaire tridimensionnel d'événements se déroulant au bord même du trou noir et plus en profondeur, mais ils ont également créé de véritables images du modèle relativiste de ce processus. Alors qu'y a-t-il au-delà de l'horizon?

Mais d’abord, il convient de rappeler que dans le cas d’un trou noir, nous parlons de l’horizon des événements. En termes simples, il s'agit d'une frontière imaginaire à laquelle nous pouvons encore voir des événements et même les affecter théoriquement, mais après quoi la matière commence à tomber dans un trou noir - et après avoir passé que rien, pas même la lumière, ne peut plus revenir.

Un trou noir est caractérisé par seulement trois paramètres: masse, charge et spin. Ils sont considérés presque comme les objets les plus «simples», beaucoup plus simples que les étoiles ou les planètes. C'est ce qui a permis de créer des images impressionnantes: pour d'autres organismes, de tels calculs de la PLC sont impossibles. Et ensuite - dans le travail, les scientifiques ont utilisé le type de trou noir le plus simple, sans charge ni rotation. La géométrie de l'espace environnant est déterminée par une seule chose: la masse d'un trou noir sphérique.

Quatre zones peuvent être distinguées dans cet espace (regardez l'illustration à gauche). Le premier est encore relativement sûr, dans lequel les orbites circulaires d’autres corps ne sont pas violées et peuvent rester là aussi longtemps que vous le souhaitez. Mais supposons que nous allions plus loin. Nous tomberons dans la deuxième zone, les orbites circulaires sont instables, puis dans la troisième, où l’attraction du trou noir commence déjà à aspirer tout. Pour rester dans cette zone, vous devrez constamment garder les moteurs du vaisseau allumé. Sinon, nous attendons la zone rouge au-delà de l'horizon des événements - rien ne sortira d'ici.

Mais ce travail n’est nullement purement «divertissant», les scientifiques en tirent des conclusions assez sérieuses. Ces calculs aident à mieux comprendre comment les lois physiques connues agissent dans les entrailles inaccessibles des trous noirs et comment elles changent avec le passage à travers l'horizon des événements.

Et le reste - nous vous invitons à voir les images.

Première photo

Ci - dessus : S'il y a un objet brillant derrière le trou noir, la lumière en déviera fortement à cause de la lentille gravitationnelle et nous ne verrons qu'un anneau lumineux du vaisseau spatial. En bas : Un vrai trou noir n'a pas de grille, bien sûr. Mais si nous le projetons sur un trou de l’écran de notre vaisseau spatial, nous verrons ses deux pôles en même temps - et tous à cause du même objectif.

La deuxième photo

En haut : à une distance d'environ 1, 5 fois le rayon du trou, il y a une sphère de photons - une zone dans laquelle les particules lumineuses peuvent, en théorie, rester dans une orbite circulaire constante. En pratique, ils n'y restent pas longtemps. Ci - dessous : En traversant l'horizon des événements, nous pouvons nous attendre à traverser la grille spatiale, qui la dénote visuellement. Mais rien de tel: l'horizon semble être divisé en parties, nous couvrant d'en haut et en bas.

La troisième photo

Ci - dessus : Il est d'usage de penser qu'à partir de maintenant, nous aurions dû être entourés de ténèbres. Mais non: le ciel étoilé reste au-dessus de nous, il rétrécit simplement rapidement, comme si l'horizon se dressait de plus en plus haut. Maintenant, aucun moteur fantastique ne peut nous sauver. Ci - dessous : Nous nous transformons maintenant en spaghettis: nous sommes incroyablement étirés le long de l'axe vertical et serrés le long de l'horizontale. C'est une manifestation des forces de marée agissant sur tout objet étendu du côté d'un champ gravitationnel non homogène.

Quatrième photo

Ci - dessus : plus près de la singularité au cœur du trou noir. Les mêmes forces de marée font que le reste de l'univers ressemble à une mince bande lumineuse. Le rayonnement au-dessus et au-dessous de la bande centrale se décale de manière notable vers le côté rouge et sur les côtés vers le bleu. La singularité elle-même ne peut être vue d'aucune façon: toute la lumière y va et rien n'en sort. En bas : Au centre du trou noir se trouve le point de la singularité, où nos mesures sont infiniment déformées et où il n'y a déjà rien, ni le temps ni l'espace.

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