Viaggio virtuale in un buco nero: simulazione NASA

Scienziati del Goddard Space Flight Center hanno elaborato il video del viaggio di un astronauta in un buco nero

La NASA ha recentemente pubblicato una visualizzazione straordinariamente dettagliata, frutto di una simulazione eseguita sul supercomputer Discover presso il NASA Center for Climate Simulation. Questa rappresentazione grafica offre uno scenario in cui una telecamera, simbolo di un astronauta audace, attraversa l’orizzonte degli eventi di un buco nero supermassiccio, situato idealmente al centro della nostra galassia, la Via Lattea. Il buco nero in questione possiede una massa 4,3 milioni di volte quella del nostro Sole e, per semplificare i calcoli complessi necessari, è stato rappresentato come non rotante.

La simulazione si immerge in una nuvola piatta e vorticosa di gas caldo e luminoso, conosciuta come disco di accrescimento, che circonda il buco nero e funge da riferimento visivo durante la caduta. Altre strutture luminose, denominate anelli fotonici, si formano più vicino al buco nero dalla luce che lo ha orbitato una o più volte. Un panorama stellato, come visto dalla Terra, completa la scena, fornendo un contesto cosmico mozzafiato.

Il progetto ha generato circa 10 terabyte di dati, il che equivale a circa metà del contenuto testuale stimato della Biblioteca del Congresso. Il supercomputer Discover, impiegando solo lo 0,3% dei suoi 129.000 processori, ha completato questo compito in soli cinque giorni; un traguardo che avrebbe richiesto più di un decennio se effettuato su un laptop convenzionale.

La simulazione inizia con la telecamera che si avvicina all’orizzonte degli eventi. Mentre il tempo per la telecamera rallenta rispetto a quello di un osservatore lontano, le fonti di luce direttamente davanti iniziano a brillare intensamente. La telecamera, viaggiando a una velocità tale da richiedere una visualizzazione rallentata nella simulazione, si dirige verso il lato più lontano dell’anello fotonico.

La fase finale del viaggio mostra la telecamera mentre inizia la sua discesa di 10 minuti verso l’orizzonte degli eventi, punto oltre il quale la luce dall’universo esterno può ancora entrare ma non può più uscire. Microsecondi dopo aver attraversato l’orizzonte degli eventi, la telecamera è distrutta, raggiungendo la singolarità, il cuore incomprensibile del buco nero.

La simulazione non solo illustra il destino di un ipotetico astronauta ma offre anche una rappresentazione visiva incredibilmente dettagliata degli anelli fotonici, che appaiono come bande distorte del disco di gas intercalate tra il cielo stellato di sfondo. Ogni banda successiva è più sottile, prodotta da fotoni che hanno compiuto un ulteriore viaggio attorno al buco nero prima di raggiungere la telecamera.

Questo straordinario esperimento virtuale non solo spinge i confini della visualizzazione scientifica ma apre anche nuove porte alla comprensione dei misteri più profondi dell’universo.

• Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center /J. Schnittman and B. Powell
• Producer: Scott Wiessinger (KBR Wyle Services, LLC)
• Visualizer:Jeremy Schnittman (NASA/GSFC)
• Science writer: Francis Reddy (University of Maryland College Park)
• Computer support: Brian Powell (NASA/GSFC)
• Editor: Scott Wiessinger (KBR Wyle Services, LLC)