Skjermdump fra simuleringen. (Bilde: Davelaar mfl, 2018)
Skjermdump fra simuleringen. (Bilde: Davelaar mfl, 2018)

Se en detaljert simulering av et sort hull

Ingen har noen gang sett et sort hull. Men forskere prøver å vise det sorte hullet fram slik det kanskje vil framstå i virkeligheten.

Published

I midten av Melkeveien, vår galakse, skal det være et sort hull. Det har fått navnet Sagittarius A*, som blir beskrevet som en ekstremt kraftig kilde til elektromagnetisk stråling i midten av vår galakse. Og det heter faktisk Sagittarius A med en *.

Basert på observasjon fra andre galakser og astronomisk teori, er dette et supermassivt sort hull i kjernen av Melkeveien. Ingen har noen gang sett dette sorte hullet, men forskere regner med at det er flere millioner ganger mer massivt enn vår egen sol.

Et teleskop-prosjekt kalt Event Horizon Telescope Collaboration (EHTC) har som mål å få tatt de første bildene av hendelseshorisonten, grensen hvor gravitasjonskreftene blir så voldsomme at ingenting, selv ikke stråling, kan komme seg ut av tyngdefeltet.

Innenfor hendelseshorisonten bryter de vanlige naturlovene slik vi kjenner dem sammen, i hvert fall i følge matematikken som ligger til grunn for vår forståelse av universet. Dette er et ekstremt fascinerende og komplisert felt, men hvis du vil ha en kjapp innføring, kan du ta en kikk på videoen fra PBS Spacetime som ligger nederst i saken.

Men for å oppleve hvordan et sort hull framstår i virkeligheten, må forskere prøve seg på simuleringer. En forskergruppe har prøvd å lage en grafisk framstilling av et supermassivt sort hull, med alle de fenomenene som teoriene tilsier skjer rundt hendelseshorisonten.

De har startet med en modell av sjølveste Sagittarius A*.

Simuleringen ser du i videoen under:

Gravitasjonslinse

I starten av videoen ser du tydelig den ekstreme effekten som et supermassivt sort hull har på området rundt seg. Dette kalles en gravitasjonslinse, hvor den ekstremt massive singulariteten bøyer og strekker romtiden rundt seg. Dette gjør at stråling, også lys, blir bøyd av og strukket når det går gjennom tyngdefeltet.

Når "kameraet" spinner rundt det sorte hullet, ser du hvordan denne fordreiningen av lyset ser ut. Gravitasjonslinser er et velkjent og bekreftet fenomen, og noen av de mest spektakulære astronomibildene viser hvordan lyset blir fordreid av kraftige tyngdefelt.

Science fiction-filmen Interstellar fra 2014 viste også en svært nøyaktig framstilling av et sort hull. Matematikken som ligger bak denne simuleringen ble blant annet utarbeidet av fysikeren Kip Thorne, og simuleringsprosjektet fra spillefilmen ble til en forskningsartikkel i American Journal of Physics.

Skive med gass og støv

Etterhvert i simuleringsvideoen ser du en sky av gass,støv og materie som går i bane rundt det sorte hullet. Denne skiven kalles en akkresjonsskive, og gassen og støvet blir presset sammen og varmet opp av tyngdekraft og friksjon.

Denne skiven med roterende materie sender ut forskjellig typer stråling som kan registreres av observatorier på jorden og i verdensrommet.

Simuleringen du ser i videoen er en demonstrasjon, men simulasjonen er egentlig bygget som et VR-program, slik at man skal kunne utforske det sorte hullet i sin egen hastighet og i 360 grader.

De har også prøvd å modellere andre fenomener som oppstår rundt sorte hull, og de mener denne metoden kan skape simuleringer av mange forskjellige typer sorte hull.

Referanser:

Davelaar mfl: Observing supermassive black holes in virtual reality. Computational Astrophysics and Cosmology, 2018. DOI: 10.1186/s40668-018-0023-7