¿Qué significa esta representación de un agujero negro en la película Interestelar?

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Esperaba un remolino en 3D y la materia brillando por la fricción a medida que se acerca al centro, ya que esperaba que un horizonte de eventos fuera insignificante visualmente.

¿Cómo funciona esta representación? ¿Cuánto mide la esfera central? Estoy desconcertado por los círculos perpendiculares. ¿Son los horizontes de eventos si ambos son visibles? ¿Cuál sería el camino de una partícula cuando es absorbida por la singularidad?

Respuestas (4)

Primero tenga en cuenta que esta es una película ficticia y la imagen es una impresión artística , no una simulación detallada. El público parece pensar que la película es una especie de documental ficticio, que nunca pretendió ser. Dicho esto, la imagen transmite cualitativamente algo de lo que sucede cerca de un agujero negro.

El disco diagonal es el disco de acreción: aquí es donde la materia gira en espiral hacia adentro debido a la gravedad, la fricción y las fuerzas electromagnéticas también. Brilla porque hace mucho calor.

El anillo circular es el resultado de la curvatura de la luz emitida desde el otro lado del disco de acreción por la gravedad hacia nuestra línea de visión. Un efecto similar ocurre cuando la fuente de luz está mucho más atrás del agujero negro, como se ve en esta imagen de Wikimedia :

imagen de agujero negro

En cuanto a los horizontes de eventos, no, solo verías el exterior por definición. (Un horizonte de sucesos no es ni más ni menos que una superficie que delimita qué regiones del espacio-tiempo pueden comunicarse entre sí). Dado que la imagen en cuestión está hecha principalmente con fines artísticos, no trataría de leer demasiado los detalles que usted ver.

Bueno, por lo que puedo leer en lugares como aquí: wired.com/2014/10/astrophysics-interstellar-black-hole (y en el video), no solo afirman ser precisos, sino que afirman que incluso pueden tener avanzó nuestro conocimiento de los agujeros negros a partir de las simulaciones realizadas para la película. La película en sí fue concebida originalmente por Kip Thorne y Lynda Obst para tratar de representar el trabajo teórico de Kip en una película, toda la ficción y la trama provinieron más tarde de Nolan.
Mi reacción instintiva como alguien que simula la acumulación de agujeros negros es ser bastante escéptico sobre la novedad científica. El trazado de rayos se ha hecho antes; no es tan difícil rastrear geodésicas incluso en el espacio-tiempo de Kerr. La acción real es simular la dinámica del disco y la formación de un chorro.
Recuerdo haber leído en alguna parte que Chris Nolan decidió eliminar los efectos Doppler, y también hizo que bajaran el momento angular muy por debajo de lo que se requeriría para la dilatación extrema del tiempo que experimenta la tripulación. Aparentemente pensó que esto confundiría demasiado a la audiencia.
Entendí que, aunque se tomaron licencias creativas en algunas áreas (viajar a través de un agujero de gusano, además, ¿cómo aparece mágicamente un agujero de gusano cerca de Saturno de todos modos?), Kip Thorne y el resto de los equipos de producción afirman que la representación visual de los elementos es bonita. preciso.
@jld: sí, como señaló Jean-Pierre Luminet en dos comentarios aquí , dejaron de lado el efecto Doppler, y Kip Thorne dice en el cap. 8 de The Science of Interstellar que, para fines de visualización, eligieron una velocidad de rotación del 60% del máximo en lugar de 1 parte en 100 billones por debajo del máximo asumido para los cálculos de dilatación del tiempo (la velocidad de giro más alta daría como resultado un aplanamiento asimétrico de un lado de la "sombra" negra, y "algunas características peculiares del flujo de estrellas y el disco de acreción").
Tengo que desaprobar el hecho de comenzar su respuesta diciendo que esta no es una simulación detallada, dado que uno de los principales puntos de venta de la película es que en realidad ejecutaron una simulación detallada (no digo completa ), especialmente por Estándares de Hollywood. Es posible que se hayan tomado algunas libertades artísticas con los resultados de esa simulación, pero probablemente no hasta el punto de perder por completo la utilidad de la simulación en sí.
Mi primer pensamiento: parece un panel de vidrio con un hoyuelo. Esa imagen de Wikimedia me llevó al Anillo de Einstein, el término formal para ese hoyuelo. ¡Resulta que Wikipedia tiene imágenes de los anillos de Einstein observados! Parece que nunca se observó un anillo de Einstein de un agujero negro.
Hay una diferencia entre la precisión de Hollywood y la precisión de las matemáticas de disección. (medido como la longitud de una verdad)
Como han comentado otras personas, la primera y la última oración de esta respuesta son completamente incorrectas. Confía bajo tu propio riesgo.
Entonces, ¿es así como iban a explicar cómo el planeta podría acercarse tanto como para tener ese tipo de dilatación del tiempo sin caer en el horizonte, haciendo que el agujero negro gire muy, muy rápido? (presumiblemente para que sea arrastrado por el arrastre de fotogramas, ¿correcto?) Sin embargo, tengo curiosidad: ¿qué pasaría si SÍ ejecutaras la simulación con todo el 10 − 14 ¿desviación? Desde entonces, ¿ alguien ha realizado la simulación completa con todos los efectos incluidos? Además, ¿cómo explican que el disco no vaporice nada que se acerque a él debido al flujo de energía?
Tendría curiosidad por ver una simulación completa, incluso si pensaran que de alguna manera "le restaría valor" a la "película".

Las partes brillantes alrededor del agujero negro son el disco de acreción , que en realidad es solo un disco plano en el plano ecuatorial similar a los anillos de Saturno, pero está distorsionado visualmente por lentes gravitacionales . Puede ver una página aquí que brinda un código para crear imágenes utilizando el trazado de rayos de rayos de luz en el espacio-tiempo curvo, que ofrece un diagrama más esquemático de la apariencia visual de un disco alrededor de un agujero negro (con un patrón de tablero de ajedrez para mayor claridad ):

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En esta sesión de preguntas y respuestas con Kip Thorne , brinda algunos antecedentes sobre cómo crearon las imágenes, indicando que usaron una técnica más sofisticada que el trazado de rayos:

Me habían visto hace muchos años una imagen de un disco de acreción con lente gravitacional que había hecho Jean-Pierre Luminet en Francia. En cierto modo lo había olvidado, pero cuando vi por primera vez el disco de acreción con lente gravitacional que realmente se ve en la película, fue una mezcla de asombro por un lado y reconocimiento de que "Sí, recuerdo haber visto algo así, hace años". .” Y un poco de asombro y emoción de que este equipo de Double Negative acababa de tomar las ecuaciones que les había dado, no solo usan trazado de rayos, sino que propagan haces de rayos o haces de luz, usaron ecuaciones de propagación de haces de luz, establecieron bajan su propio disco de acreción basado en modelos artísticos basados ​​en cosas de astrofísicos, y regresan a mí con una imagen completa del tipo que ven en la película.

Sin embargo, no simularon todos los efectos ópticos que se verían: el físico mencionado anteriormente, Jean-Pierre Luminet, comenta en una publicación de Facebook aquí que la imagen interestelar no incluye "el fuerte Doppler y los cambios espectrales gravitacionales inducidos por la rotación del disco a velocidad relativista", y que luego de comentar sobre esto recibió un mensaje de Kip Thorne diciendo que "El desplazamiento doppler se quedó fuera de las imágenes, porque (como mostraste hace mucho) hace que el disco sea altamente asimétrico , y mucho más difícil de entender para una audiencia masiva". Thorne también comenta sobre esto en las preguntas y respuestas anteriores:

Discuto [todos los compromisos] de los que soy consciente en el libro. Un ejemplo está en el disco de acreción alrededor de "Gargantua", el agujero negro, donde si pones el cambio Doppler, un lado del disco se mueve hacia ti y el otro lado se aleja, eso cambia los colores de azul en un lado a rojo en el otro, probablemente esté bien, está bien, pero cambia el brillo para que un lado sea mucho más brillante y el otro mucho más tenue que el otro, y para cuando hayas hecho eso, habrá una audiencia general totalmente desconcertado por lo que están viendo. Así que se tomó la decisión consciente de omitir el cambio Doppler y tener un disco de acreción que tenga la forma correcta pero no la asimetría correcta.

Luminet también se vincula a su artículo original de 1979 sobre la apariencia visual de un agujero negro con un disco de acreción delgado, y también brinda esta imagen "computada por JAMarck en la década de 1990" que tiene en cuenta el cambio Doppler, como puede ver, es un un poco menos cinematográfico:

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Luminet también tiene un blog donde escribió una serie de publicaciones sobre Interstellar, incluida esta en la que habló sobre su trabajo sobre la apariencia visual de un agujero negro (las otras publicaciones de la serie se pueden encontrar trabajando desde la sexta entrega ). ).

También encontré este video vinculado y explicado en esta publicación de reddit , que muestra una imagen esquemática de cómo se vería volar por un agujero negro con un disco de acreción a velocidades relativistas. El esquema de color es artificial, diferentes colores representan diferentes intensidades de luz.

Editado para agregar: un artículo que describe la física y el modelado informático detrás del agujero negro de Interstellar, en coautoría de Kip Thorne, acaba de publicarse en arxiv.org aquí:

Lentes gravitacionales mediante agujeros negros giratorios en astrofísica y en la película Interestelar

Y también está este en el agujero de gusano, si alguien está interesado.

Podría ser un poco más cinematográfico hoy con una resolución más alta y un renderizado moderno (que ha avanzado mucho desde la década de 1990), incluso a pesar de la asimetría del cambio Doppler.
¿No es muy cinematográfico? Esa imagen se ve increíble, me encantaría ver eso hecho de nuevo con un simulador moderno completo.

Esto se explica detalladamente en el libro de Thorne "The Science of Interstellar". Hubo dos artículos científicos basados ​​en las simulaciones: uno en física y otro en renderizado por computadora.

Los dos círculos son causados ​​por lentes gravitacionales de un agujero negro que gira muy rápidamente. El radio de este agujero negro es de 150 millones de kilómetros con una masa de 100 millones de soles.

¿Estás seguro de esos números? 150 millones de kilómetros es aproximadamente el radio de la órbita de la Tierra, por lo que, para mi ojo inexperto, 100 soles parece una masa muy baja para un objeto tan grande, especialmente cuando uno piensa ingenuamente que los agujeros negros son excepcionalmente densos.
Son 100 millones de soles y Kip Thorne admite que, de manera realista, debería ser del orden de 200 millones de soles, pero 100 millones es el número citado, ya que es un número entero que suena bastante bien.
¿Han publicado ya esos papeles?
Lo siento, arreglé eso: Efectivamente es un 100 millones de soles.

El círculo horizontal es probablemente el disco de acreción del agujero negro.

El círculo vertical podría representar el efecto de la lente gravitacional (aunque no estoy seguro de que esta representación sea precisa).

"... es probablemente el..." Si no estabas seguro, ¿por qué siquiera respondiste? Esto probablemente debería haber sido un comentario.
Esta respuesta fue formulada poco después de que me uní a la red. Puede ser que mi reputación en ese momento aún no fuera suficiente para comentar.
¿Qué significa esta representación de un agujero negro en la película Interestelar?
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