Simuladores de animación de la NASA cayendo en un agujero negro

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La NASA ha producido un vídeo alucinante que simula cómo sería si te sumergieras en un agujero negro.

Se basa en la comprensión de los efectos gravitacionales alrededor de estos misteriosos y poderosos objetos.

Mira el vídeo a continuación:

“La gente suele preguntar sobre esto, y simular estos procesos difíciles de imaginar me ayuda a conectar las matemáticas de la relatividad con las consecuencias reales en el universo real”, dice Jeremy Schnittman, el astrofísico del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA que creó las visualizaciones.

Ejercicio en teoría

Nadie ha estado nunca en un agujero negro, por lo que las visualizaciones se basan en nuestro conocimiento de la gravedad, tal como lo explica la Teoría General de la Relatividad de Einstein. Hasta 2019, ni siquiera habíamos podido tomarle una foto. Y no es probable que lleguemos a un agujero negro en el corto plazo: el más cercano, Gaia BH1, está a 1.500 años luz de distancia.

La simulación deja claro que, de todos modos, nadie querría acercarse demasiado.

“Entonces, simulé dos escenarios diferentes: uno en el que una cámara (un sustituto de un atrevido astronauta) simplemente no alcanza el horizonte de sucesos y sale disparada, y otro en el que cruza el límite, sellando su destino”, dice Schnittman.

El siguiente vídeo muestra el segundo escenario.

El papel protagonista es un agujero negro supermasivo con una masa 4,3 millones de veces la de nuestro Sol, el mismo tamaño que el gigante en el centro de nuestra galaxia. Su horizonte de sucesos (el punto en el que ni siquiera la luz puede escapar de la atracción gravitacional del agujero negro) está a unos 25 millones de kilómetros del agujero negro. Eso es aproximadamente una sexta parte de la distancia entre la Tierra y el Sol.

Alrededor del agujero negro hay un disco de acreción: una nube arremolinada de gas caliente. A medida que la cámara se acerca al agujero negro, aparecen anillos de fotones, formados por la luz que ha orbitado el objeto una o más veces.

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Curiosamente, Schnittman dice que los agujeros negros más pequeños son los que hay que tener en cuenta.

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“Si tienes la opción, querrás caer en un agujero negro supermasivo. Los agujeros negros de masa estelar, que contienen hasta unas 30 masas solares, poseen horizontes de sucesos mucho más pequeños y fuerzas de marea más fuertes, que pueden destrozar los objetos que se acercan antes de que lleguen al horizonte”.

A este proceso se le da el espléndido nombre de “espaguetificación”. Ocurre porque la atracción gravitacional en el extremo de un objeto más cercano al agujero negro es mucho más fuerte que en el otro extremo. Como resultado, un objeto que cae hacia el agujero negro se estira como espagueti.

Los vídeos comienzan cuando la cámara se encuentra a casi 640 millones de kilómetros del agujero negro. La simulación acelerada tardaría 3 horas en completarse en tiempo real.

Todo termina muy rápidamente una vez que se cruza el horizonte de sucesos.

“Una vez que la cámara cruza el horizonte, su destrucción por espaguetificación está a sólo 12,8 segundos de distancia”, explica Schnittman.

En el escenario en el que la cámara sobrevive después de rebotar en el horizonte de sucesos, también suceden cosas extrañas con el tiempo. Si la cámara fuera operada por un camarógrafo, regresaría con sus compañeros astronautas, quienes habrían envejecido 36 minutos más en comparación con el operador de cámara. Esto se debe a que el tiempo se mueve más lentamente en la gravedad extrema alrededor de un agujero negro.

Pesadilla computacional

Crear las visualizaciones fue una tarea en sí misma.

Para producir la simulación, Schnittman se asoció con el científico de Goddard Brian Powell y utilizó la supercomputadora Discover de la NASA.

El proyecto requirió alrededor de 10 terabytes de datos y tardó unos 5 días en ejecutarse, utilizando solo el 0,3% de los 129.000 procesadores de Discover. Ejecutar la misma simulación en una computadora portátil estándar habría llevado más de 10 años.

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