Как выглядят для стороннего наблюдателя две черные дыры, находящиеся в процессе слияния? Это выяснила группа астрономов коллаборации SXS.
В недавно вышедшем на экраны фильме «Интерстеллар» гравитационная линза вокруг черной дыры была показана, если верить авторам, с соблюдением научной достоверности. Современные суперкомпьютеры действительно способны смоделировать эффекты линзирования вокруг черной дыры любой массы. Более того, было проведено специальное научное исследование, показавшее, как выглядело бы для стороннего наблюдателя слияние двух черных дыр! (Такие явления, по всей видимости, действительно имели и имеют место в истории Вселенной.)
Представленные исследователями иллюстрации впечатляют.
[650x650]Звездное поле, использовавшееся для моделирования слияния черных дыр. Представлен участок южного полушария небесной сферы с созвездиями Центавр и Южный Крест. Яркая желтая звезда в гуще Млечного Пути — альфа Центавра. Источник: SXS/2MASS
Ученые коллаборации SXS (Simulating Extreme Spacetimes) поместили пару черных дыр на фоне ярких звездных облаков Млечного Пути (изображение звездного поля взято из каталога 2MASS). Черные дыры, вращаясь вокруг общего центра масс, постепенно сближаются. При этом их сила тяготения искажает пространство, искривляя лучи света от далеких звезд фона. Рассчитать это искривление способна специальная программа, работающая по формулам ОТО. Однако этот метод невероятно трудоёмок, если вести речь о расчете траектории фотонов от каждой звезды на картине, — он предполагает почти бесконечное количество вычислений! Поэтому авторы исследования рассчитали пути только тех фотонов, что не будут поглощены черной дырой и достигнут камеры наблюдателя.
[650x650]На этом изображении черные дыры поглощают свет, идущий от далеких звезд к камере, образуя более или менее сферические тени. Форма теней искажается за счет искажения пространства-времени соседкой. Меньшие, вытянутые по форме, тени физики называют «бровями». Источник: SXS
В итоге перед нами предстает странная, захватывающая дух картина. Горизонт событий черных дыр виден как более или менее круглые тени и несколько меньших теней, известных под названием «брови». Звезды фона как бы отодвинуты от пары в стороны и собраны в большое кольцо вокруг черных дыр. Это один из самых известных эффектов искажения пространства-времени, известный как кольцо Эйнштейна. Более того, сравнивая картину звездного поля без черных дыр с картиной, на которой находится пара, можно заметить, что некоторые изображения звезд (в частности, альфа и бета Центавра) удваиваются!
Как итог проведенной работы — два прекрасных видео слияния черных дыр, «снятые» сбоку и сверху:
Источник: http://www.black-holes.org/the-science-numerical-r...lativity/gravitational-lensing
Перевод: http://www.biguniverse.ru/posts/kak-slivayutsya-cherny-e-dy-ry-video/