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NASA藉由超級電腦模擬,帶你潛入黑洞深處

  • 上版日期:113-05-21

對於我們的好奇心來說,未知的事物就像一團火焰,想著利用它卻又不得其門而入,黑洞就是這類未知物的典型代表,它們是由大質量死亡恆星的核心在自身引力下坍縮而成,它們的密度大到所有的物質被壓縮到一個目前物理學無法描述的空間裡,我們稱之為奇異點。


自從科學家開始了解黑洞以來,有個問題就一直困擾著我們,墜入無法回頭的黑洞到底會是什麼樣子?實際上我們仍未找到確切的解答,但是根據目前的科學研究資料,使用超級電腦來模擬似乎是最容易的方法。


美國航太總署戈達德太空飛行中心的天文學家們模擬了兩個場景,第一個是未進入事件視界,並利用重力彈射效應離開了黑洞;第二個則是從側邊慢慢切入黑洞,最終進入視界。這兩部影片都各有一部解釋影片,臺北天文館將第一個場景翻譯後放上YouTube頻道。



墜入黑洞的影片解釋也差不多,只不過最終結局不同,尤其是左下角所顯示的時間軸,當你進入黑洞的視界瞬間,外界觀察者的時間直接跳到無限了。



在這項模擬中,我們的目標是一個超大質量黑洞,其質量是太陽的430萬倍,與銀河系中心黑洞的質量相當,為了簡化複雜的計算,此黑洞預設為不旋轉狀態。被稱為吸積盤的扁平、旋轉的熱發光氣體雲圍繞著黑洞。在其更內圈的圓是一個被稱為光子環的發光結構,光子環是由繞著黑洞運行一圈或多圈的光所形成的,離黑洞更近,最後再加上從地球上看到的星空背景,所組合的模擬影像。


為了運算此段模擬影像,產生了大約10TB(約1萬GB)的數據——大約相當於美國國會圖書館總文本內容的一半,在「發現」超級電腦的12.9萬個處理器中,僅使用了0.3%的資源,並運算了約5天完成此結果,在一台普通的筆記型電腦上完成同樣的工作則需要十多年的時間。


兩個模擬影片也分別有360°的全版本,如果您有VR設備,可以點擊下方連結前往。

飛掠黑洞模擬-360view

進入黑洞模擬-360view


資料來源:哥達德太空中心youtube