La NASA utilizó la supercomputadora ‘Discover’ para generar una novedosa visualización inmersiva que ofrece al espectador al ingresar en un agujero negro.
Jeremy Schnittman, astrofísico del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA y desarrollador de estos audiovisuales, expresó que «simular estos procesos complejos le permite vincular las matemáticas de la relatividad con las repercusiones reales en el universo».
En sus simulaciones, Schnittman exploró dos escenarios «uno en el que una cámara, representando a un intrépido astronauta, no logra alcanzar el horizonte de sucesos y es expulsada, y otro en el que cruza este límite, determinando así su destino».
Desarrollo de las visualizaciones
Dichas visualizaciones se presentan en diversas modalidades. Los audiovisuales explicativos sirven como manuales descriptivos, ilustrando los singulares efectos de la hipótesis de la relatividad de Einstein.
Crearon unas readaptaciones, como videos de 360 grados, para brindar a los usuarios una forma de explorar su entorno en el viaje, mientras que otras se presentan como mapas planos del firmamento.
Para el desarrollo de tales visualizaciones, Schnittman colaboró con el científico de Goddard Brian Powell y empleó la supercomputadora ‘Discover’ en el Centro de Simulación Climática de la NASA.
El proyecto resultó en aproximadamente 10 terabytes de datos, equivalente a la mitad del contenido textual estimado en la Biblioteca del Congreso, y requirió cerca de cinco días de procesamiento en solo el 0,3% de los 129.000 procesadores de ‘Discover’.
Una tarea de tal envergadura tomaría más de 10 años en una computadora portátil estándar.
Viaje a través de un agujero negro
El agujero negro en cuestión es un supermasivo con una masa 4,3 millones de veces superior a la del Sol, comparable al núcleo de la Vía Láctea.
«Si se tuviera la oportunidad, preferiríamos caer en un agujero negro supermasivo», aseguró Schnittman.
«Los agujeros negros de masa estelar, que pueden contener hasta unas 30 masas solares, presentan horizontes de sucesos mucho más reducidos y fuerzas de marea más intensas, capaces de desgarrar los objetos que se acercan antes de cruzar este límite».
Tal fenómeno se debe a que la fuerza gravitacional en el extremo más próximo al agujero negro de un objeto es considerablemente mayor que en el otro extremo.
Los artículos que caen en un agujero negro se expanden en forma de espaguetis, un proceso denominado “espaguetización” por los astrofísicos.
Descripción de los audiovisuales
Los sucesos alrededor del agujero negro simulado ocupan aproximadamente unos 25 millones de kilómetros, poco más del 17% de la distancia entre la Tierra y el Sol.
Un disco de acreción plano y luminoso compuesto por gas caliente lo envuelve, proporcionando una ejemplificación visual durante la caída. De manera similar, se forman cuerpos brillantes conocidas como anillos de fotones más próximo del agujero negro a partir de la luz que ha orbitado en una o más ocasiones.
El escenario se complementa con un fondo del cielo estrellado observado desde la Tierra.
Al tiempo en que la cámara se aproxima al agujero negro, alcanzando velocidades comparables a las de la luz, la luminosidad del disco de acreción y las estrellas del fondo se intensifican. La luz se vuelve más brillante y blanca al observar en la dirección del movimiento.
Los videos inician con la cámara posicionada a 640 millones de kilómetros de distancia, y el agujero negro rápidamente llena la pantalla.
Durante el trayecto, tanto el disco del agujero negro como los anillos de fotones y el firmamento nocturno se deforman progresivamente, generando múltiples imágenes a medida que la luz atraviesa un espacio-tiempo más distorsionado.
La cámara tarda 3 horas en descender hasta el horizonte de sucesos, completando un par de órbitas de 30 minutos a lo largo del trayecto. Sin embargo, desde una distancia lejana, la cámara nunca alcanzaría dicho punto.
Al momento en que el espacio-tiempo se deforma cada vez más próximo al horizonte, la imagen se ralentizará al punto de casi congelarse justo por debajo de la misma. Esta peculiaridad es el motivo por el cual los astrónomos inicialmente llaman a los agujeros negros como «estrellas congeladas».
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