Mysleli jste si, že horizonty událostí Black Hole vypadají divně. Podívejte se na Binary Black Hole Event Horizons

Jedna z nejpodivnějších předpovědí obecné teorie relativity je, že gravitace může odklonit dráhu světla. Tento efekt poprvé pozoroval Arthur Eddington v roce 1919. Zatímco ohybový efekt Slunce je malý, v blízkosti černé díry může být odklon světla významný. Tak významné, že potřebujete výkonný superpočítač k výpočtu toho, jak se bude světlo chovat.

Nedávno NASA Goddard Media Studios vydala několik videí, která nám ukazují, jak by binární systém černých děr mohl vypadat pod gravitační čočkou. Simulace sleduje dráhy světla přicházející z akrečních disků dvou blízko obíhajících černých děr. Jeden s hmotností 200 milionů Slunce, druhý s poloviční hmotností. Simulace byla spuštěna na superpočítači Discover v NASA Center for Climate Simulation a její dokončení trvalo asi den.

Podívejte se na video NASA Goddard a podívejte se na nejnovější simulaci.

Tato nová simulace bere v úvahu některé z jemnějších efektů. Například v blízkosti rotující černé díry se světlo přicházející ze strany rotující směrem k nám bude jevit jako jasnější, zatímco světlo ze strany rotující od nás se bude jevit jako slabší. Tento efekt je známý jako Dopplerovo zesílení. Další zvláštní efekt je známý jako relativistická aberace, kdy se černé díry zdají menší, když se pohybují směrem k divákovi, a větší, když se vzdalují.

Každý akreční disk nese odraz toho druhého. Poděkování: Goddard Space Flight Center NASA / Jeremy Schnittman a Brian P. Powell

Snad největší výpočetní výzvou je, že nemůžete udělat jen jednoduchou simulaci prvního řádu čočky. Když jsou dvě černé díry vizuálně blízko u sebe, světlo z černé díry A může být zkresleno černou dírou B do té míry, že je zkrouceno zpět do černé díry A. Poté může být znovu čočkováno, než bude mít šanci zasáhnout naši způsob. Světelné dráhy mohou být občas tak zkreslené, že je obtížné určit, ze kterého akrečního disku světlo pochází. Aby byl tento efekt snadněji vidět, používá vizualizace jasně červenou barvu pro akreční disk větší černé díry a jasně modrou barvu pro menší černou díru. Na videu a obrázcích můžete vidět odrazy jednoho akrečního disku černé díry od druhého. Blízkost černých děr také narušuje vizuální tvar akrečních disků, takže vypadají oválnější, než ve skutečnosti jsou.

I když se nejedná o simulaci skutečného systému černých děr, říká nám hodně o tom, jak se binární černé díry mohou objevit. To je zvláště důležité, protože objevujeme více binárních černých děr pomocí jejich gravitačních vln. Ačkoli černé díry samy o sobě nevyzařují světlo, když se spojují, jejich akreční disky ano. Když lépe porozumíme tomu, jak je toto světlo zkresleno gravitací, můžeme lépe kombinovat optická a gravitační data, abychom mohli podrobně porozumět skutečným sloučením černých děr.

Odkaz:GMS N. GMS. 'Vizualizace NASA prozkoumává dvakrát pokřivený svět binárních černých děr.' https://svs.gsfc.nasa.gov/13831. Zveřejněno 15. dubna 2021.