¿Cómo se vería en el disco de acreción de un agujero negro supermasivo alimentador?

Entiendo que esto es intimidante y largo, pero sentí que todo lo que dije aquí es necesario, porque si algo no se dijera, alguien podría preguntar más tarde, así que me imagino que en lugar de hacer que la gente pida una aclaración, me dejaré 110% claro. Le prometo que no se sentirá decepcionado si se toma el tiempo de leer esta respuesta.

Entonces, según tengo entendido, queremos saber qué vería desde el disco de acreción de un agujero negro. Voy a responder esto en partes comenzando desde el centro para dar sentido al caos que ocurre donde hay un agujero negro.

Lo primero y más importante a considerar es cómo funciona la vista. Nuestros ojos necesitan luz para ver y percibir cualquier cosa. La gravedad de un agujero negro es tan poderosa que nada escapa más allá del horizonte de sucesos, ni siquiera la luz. Esto significa que habría una mancha negra en el centro donde no se escapa la luz visible. Si bien esto suena poco interesante, sería realmente fascinante, ya que es probable que nadie haya visto tanta oscuridad en sus vidas, los efectos en sus ojos y mente son desconocidos. Sería una experiencia indescriptible.

Más allá del centro, no solo verías una mancha con un espacio normal detrás. Ya hemos establecido que la gravedad afecta a la luz. así que la luz proveniente de fuentes detrás de la "mancha" (si a nadie le importa que lo llame así) sería visible en un anillo a su alrededor. Esto ocurriría porque cualquier luz que pase junto al horizonte de eventos comenzaría a moverse hacia el centro del agujero negro, pero no sería capturada por completo y se alejaría en una dirección diferente a la anterior. Uno podría pensar que tendría que estar en el ángulo correcto para verlo, ya que está siendo forzado en una dirección aleatoria, pero este no es el caso. La luz viene de todas partes de todos modos y, por lo tanto, no importa en qué ángulo se encuentre, la gravedad 'refractará' la luz y la enviará hacia usted. Entonces verías una mancha de incomprensible nada con un anillo de luz cegadora a su alrededor. el anillo se desvanecería gradualmente hacia el exterior, pero tendría un borde distintivo en el interior, ya que aquí es donde la mancha está destruyendo todo lo visible.

Ahora estamos fuera del horizonte de sucesos, más allá del anillo de cosas que en realidad no están ahí, nos movemos al disco de acreción, que es donde están nuestros amigos. Aquí es donde la materia, alrededor de los objetos que cayeron en la burbuja o pasaron cerca, quedó atrapada en órbita pero no necesariamente absorbida por el vacío. algo de eso podría eventualmente, pero eso no tiene ningún efecto en nuestro problema actual. Este asunto podría ser cualquier variedad de cosas, podría ser en su mayoría gases, podría haber algunos pequeños asteroides, o tal vez incluso algunos planetas que nuestra burbuja robó de las estrellas que pasaban, todo esto depende de la situación y el tamaño del agujero negro. Mencionaste el deseo de una imagen más impresionante, así que haré lo que pueda para crear eso para ti sin desafiar la física (bueno, la física tal como la ciencia la entiende actualmente). Entonces, el disco de acreción más asombroso que podríamos esperar tendría una acumulación de asteroides esféricos/planetas enanos, como Plutón, y si tenemos suerte y están lo suficientemente lejos como para que el calor no los afecte, serían un poco helado y brillaría levemente en la poca luz que hay, un cometa o dos, y en mi opinión con la menor cantidad de gas posible. La razón por la que no querría gasolina es porque obstruiría la vista de la increíble nada que llamamos la mancha. Dicho esto, lo que tenemos ahora es la 'mancha', un anillo de luz brillante inmediatamente a su alrededor que se desvanece con bastante rapidez, y planetas, cometas y meteoritos con gases flotando alrededor. estarían un poco helados y brillarían levemente con la poca luz que hay allí, un cometa o dos, y en mi opinión con la menor cantidad de gas posible. La razón por la que no querría gasolina es porque obstruiría la vista de la increíble nada que llamamos la mancha. Dicho esto, lo que tenemos ahora es la 'mancha', un anillo de luz brillante inmediatamente a su alrededor que se desvanece con bastante rapidez, y planetas, cometas y meteoritos con gases flotando alrededor. estarían un poco helados y brillarían levemente con la poca luz que hay allí, un cometa o dos, y en mi opinión con la menor cantidad de gas posible. La razón por la que no querría gasolina es porque obstruiría la vista de la increíble nada que llamamos la mancha. Dicho esto, lo que tenemos ahora es la 'mancha', un anillo de luz brillante inmediatamente a su alrededor que se desvanece con bastante rapidez, y planetas, cometas y meteoritos con gases flotando alrededor.

Alguien podría argumentar ahora que no sería capaz de ver esto muy bien debido a la falta de luz, pero el calor crea algo de luz y parece que ya hemos establecido que habría mucho calor aquí. Aún así, sin embargo, esa no es suficiente luz para hacer esto impresionante. En este punto, puede usar una licencia creativa para decir que en este vasto vacío donde todo está a años luz de distancia y las cosas tardan millones o miles de millones de años en suceder, nuestros amigos tienen la suerte de que este agujero negro está actualmente atrayendo a una estrella y ha llegado lo suficientemente cerca como para que todo esté iluminado por el momento.

¿Qué más hay para ver? Bueno, ya hablamos de la luz que viene de detrás de la mancha, pero ¿qué hay de todo alrededor? Las estrellas a tu alrededor seguirían brillando, por lo que la imagen que recibimos antes no es totalmente precisa, no habría oscuridad total fuera de lo que ves (o no ves) del agujero negro. Todavía tendría estrellas, sin embargo, todo lo que pasa a través del disco de acreción, incluso la luz, se verá afectado por la gravedad, probablemente no completamente desplazado o refractado, pero aún deformado un poco, y debido a que todo está siendo atraído hacia el centro de la mancha, todo el tiempo la luz a tu alrededor parecería estar girada de esa manera y esto haría que la gota pareciera ser el centro del universo. Ahora tenemos estrellas por todas partes que parecen atraídas por la mancha, una estrella cercana que ilumina la escena,

Pero hay una última cosa, no particularmente nada másver, pero diferente de lo que normalmente imaginas. Hemos discutido el desplazamiento hacia el rojo, pero no estoy seguro de que lo entendamos completamente. Uno supondría que el cambio al rojo significa que todo es un poco más rojo (es decir, el verde ahora es verde rojizo). Esto es absolutamente falso. El desplazamiento hacia el rojo es un término que se refiere a la forma en que las ondas de luz se alargan debido a ciertas cosas, como la gravedad masiva alrededor de un agujero negro. Esto significa que las ondas de luz que tienen una longitud de onda de 500 nanómetros (nm) (esto sería verde/azul) tendrían una longitud de onda de, digamos, 550 nm (más amarillo) para resumir esto, la luz ultravioleta de lo contrario no vería ahora sería una luz púrpura que puedes ver. de lo contrario, la luz púrpura sería índigo, de lo contrario, índigo: azul, azul: azul claro, azul claro: verde, verde: amarillo, amarillo: más amarillo, más amarillo: naranja, naranja: rojo, rojo: más rojo, más rojo: infrarrojo invisible. y si el agujero negro es tan masivo como debería ser para esta cantidad de 'impresionante', probablemente tendría un desplazamiento hacia el rojo mucho mayor que 50 nm. pero lo que la gente malinterpreta más sobre el corrimiento al rojo es que la luz visible no es la única luz afectada, los rayos ultravioleta también se estirarán en longitudes de onda visibles y reemplazarán cualquier color que no sea rojo que de otro modo se perdería por el enrojecimiento. concedido, el ultravioleta no proviene de todas partes, pero de donde proviene ahora serían azules, verdes y amarillos. tendrías una vista cósmica impresionante y colorida. pero lo que la gente malinterpreta más sobre el corrimiento al rojo es que la luz visible no es la única luz afectada, los rayos ultravioleta también se estirarán en longitudes de onda visibles y reemplazarán cualquier color que no sea rojo que de otro modo se perdería por el enrojecimiento. concedido, el ultravioleta no proviene de todas partes, pero de donde proviene ahora serían azules, verdes y amarillos. tendrías una vista cósmica impresionante y colorida. pero lo que la gente malinterpreta más sobre el corrimiento al rojo es que la luz visible no es la única luz afectada, los rayos ultravioleta también se estirarán en longitudes de onda visibles y reemplazarán cualquier color que no sea rojo que de otro modo se perdería por el enrojecimiento. concedido, el ultravioleta no proviene de todas partes, pero de donde proviene ahora serían azules, verdes y amarillos. tendrías una vista cósmica impresionante y colorida.

Para concluir, nuestros amigos están mirando un universo de colores fantásticos que parece estar convergiendo en un vacío total e inexplicable, bordeado por una hermosa luz radiante y cuando miran a su alrededor se dan cuenta de que hay muchos asteroides y planetas moviéndose por el vacío con ellos. , y un cometa perdido ocasional, todo iluminado por la brillante luz de una estrella azul brillante cercana. Es una experiencia increíble que nunca pueden esperar que nadie más entienda.

PD: miré la vista mencionada anteriormente desde 'interestelar' y podría ser más seguro asumir que en lugar de un anillo alrededor de la mancha, podrías ver esa forma, pero no temas, aún verás estrellas y planetas atrapados y asteroides si lo haces. están lo suficientemente lejos. así que cámbielo a una mancha, con 'esa forma' a su alrededor en una luz brillante y una estrella iluminando planetas y cometas y todo eso. gracias :) Espero que mi respuesta sea útil y precisa. por favor comente si no está de acuerdo con algo.

fuentes: https://eyelighting.com/wp-content/uploads/2018/02/quality-of-a-light-source.jpg https://phys.org/news/2018-10-black-hole.html https://www.brandeis.edu/now/2018/october/eht-blackhole-wardle.html https://physics.stackexchange.com/questions/34352/how-is-light-affected-by-gravity https: //www.physlink.com/education/askexperts/ae661.cfm https://www.space.com/25732-redshift-blueshift.html https://space-facts.com/wp-content/uploads/black- agujero.jpg https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ab/Black_hole_jet_diagram.jpg

y en cuanto a los chorros extragalácticos, lo más probable es que esa luz no sea visible de todos modos y, si lo fuera, se está alejando estrictamente de ti para que no la veas. Gracias de nuevo. Espero que te guste :)

En primer lugar, tus personajes también deben ser inmunes a la exótica variedad de radiación que emite un disco Accretion activo.

En segundo lugar, no, no ven un disco uniforme. Un disco de acreción que es lo suficientemente caliente como para ser interesante también tiene un desplazamiento hacia el rojo significativo en la parte del disco que se aleja de usted (el material se mueve a una fracción justa de la velocidad de la luz)

En tercer lugar, hay una variedad de imágenes de eco creadas por un agujero negro giratorio en el lado del disco que se "aproxima" debido a la lente gravitatoria. Estos muestran imágenes distorsionadas desplazadas hacia el azul del lado opuesto del disco, muy estiradas paralelas al eje de rotación del disco.

EDITAR según la sugerencia de Tucídides: aquí hay una visualización de un agujero negro de la película Interstellar usando la formalización métrica Kerr de Kip Thorne. El primero es el que realmente se usa en la película. Es algo inexacto en aras de verse visualmente agradable/simple. Las siguientes dos imágenes son cada vez más realistas para velocidades de rotación moderadas; muestran corrimiento al rojo y un disco de acreción desordenado más realista.

Hay mucho debate sobre los detalles exactos de estas imágenes para guiar la narración (su visión de un agujero negro cambia MUCHO a medida que se mueve en relación con él), pero son un buen punto de partida.

Este sitio aquí es muy divertido porque proporciona una descripción de lo que experimentaría al acercarse a la singularidad de un agujero negro supermasivo. Puede ver el video y luego muestra cada cambio importante y describe lo que está sucediendo cuando lo mira. Las imágenes etiquetadas como "Órbita estable más interna" son probablemente el borde mismo del disco de acreción. Tenga en cuenta que las líneas rojas en el agujero negro no son realmente visibles... el autor las atribuye a su "nave espacial" pintándolas en su pantalla visual como una gran advertencia masiva para evitar esa cosa.