Черната дупка е толкова необичайно явление, че учените, които изтъкнаха тази идея, вярваха, че в действителност те не могат да съществуват. Те се образуват от гигантски разрушени звезди и тяхната маса е толкова плътна, че нищо не може да избяга от хватката на гравитационното им привличане, включително светлината. Черните дупки изкривяват пространството-времето и учените постоянно се чудят: как биха могли да изглеждат? Може би ще можем да ги видим с телескопа Event Horizon, но още през 1979 г. Жан-Пиер Люмен създава първото „изображение“, използвайки само тогавашния компютър с перфокарти, много математически изчисления и мастило.
Проблемът с изобразяването на черна дупка е, че по дефиниция тя не може да излъчва светлина. За щастие, големи черни дупки обикновено се намират до други звезди, изсмуквайки материя от тях, което астрономите по принцип могат да забележат. „Когато [газовете от звездите] навлизат в черната дупка, тя се нагрява все повече и в крайна сметка започва да излъчва радиация. Това е добър източник на светлина: акреционните пръстени блестят, осветявайки централната черна дупка “, пише Lumine в своя блог.
Отличителна черта на черната дупка е нейната граница като „хоризонт на събитията“, точка на връщане за материята и светлината. Материята в нейната периферия, изсмукана от близките звезди, образува "акреционен диск", изобразен в Междузвездното като два ярки перпендикулярни диска. Но това е само илюзия - на екватора има само един диск, но светлината е огъната поради екстремната гравитация на черната дупка (гравитационна леща).
Чертежът на Lumine изобразява два други важни явления, които не се наблюдават в междузвездното пространство. Първият е фактът, че енергията и светлината са по-силни по-близо до ръба на черната дупка и по-слаби на разстояние. Другият е Доплеров ефект, причинен от въртенето на акреционния диск, което кара светлината да изглежда по-ярка от едната страна, в зависимост от посоката на въртене. В образа на Lumine акреционният диск се върти обратно на часовниковата стрелка, така че неговата светлина се приближава към наблюдателя отляво и се отдръпва отдясно, осветявайки лявата страна.
Всичко това кара черната дупка да стане много по-ярка в центъра и вляво, както е изобразено на чертежа на Lumine, за разлика от черната дупка на Gargantua, създадена от графичния екип на Interstellar. „Реалистичното изображение трябва да показва силна асиметрия в яркостта на диска, така че едната страна да е много по-ярка, а другата много по-тъмна“, казва той.
Резултатът от работата на учения е образът, който се счита за най-реалистичен. По-късните компютърни модели, създадени в НАСА, показват едни и същи определящи елементи - тънък "пръстен от фотони" в центъра, изместена от Доплер светлина и двоен акреционен диск, причинен от гравитационна леща. Така че за ентусиаст с перфокарти и мастило се получи доста добре.
Промоционално видео:
Сергей Лукавски