новости космоса
3317 22
16 апреля 2021 20:49:24

Новая визуализация от НАСА демонстрирует «танец» черных дыр, искажающий свет

Пара обращающихся черных дыр массами в миллионы масс Солнца исполняет гипнотический парный пируэт в новой визуализации от НАСА. В этой анимации черные дыры искажают и перенаправляют свет, испускаемый со стороны диска, состоящего из газа, разогреваемого в результате гравитационного сжатия – так называемого аккреционного диска – который окружает каждую черную дыру.

Если смотреть на аккреционный диск из его орбитальной плоскости, то диск имеет две выпуклости. Однако, когда одна черная дыра проходит перед другой, гравитация впереди лежащей черной дыры искажает свет, испускаемый со стороны материала, окружающего другую черную дыру, в результате чего последняя предстает на изображениях, полученных на Земле, в виде стремительно сменяющих друг друга дуг.

«Мы видим две сверхмассивных черных дыры, одна массой около 200 миллионов масс Солнца, а другая – вполовину меньшей массы, - сказал Джереми Шниттман (Jeremy Schnittman), астрофизик из Центра космических полетов Годдарда НАСА, США, и создатель этой новой визуализации. – В таких двойных системах каждая из черных дыр бывает окружена стабильным диском на протяжении миллионов лет».

Аккреционные диски окрашены в представленной анимации в разные цвета, красный и синий, чтобы легче было различить разные источники света, однако этот выбор отчасти отражает реальность. Более горячий газ испускает свет с длиной волны, смещенной к голубому краю спектра, а материал, обращающийся вокруг меньших по размерам черных дыр, испытывает более мощное гравитационное влияние, в результате чего разогревается до более высоких температур. В случае черных дыр, имеющих такие массы, как в представленной визуализации, оба аккреционных диска на самом деле излучают в ультрафиолетовом диапазоне, при этом температура голубого диска в действительности чуть выше, чем температура красного диска, пояснил Шниттман.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
dilettant163 · 16-04-2021

Красиво. А если аккреционные диски не в одной плоскости находятся? Какой тогда будет визуализация?

2
Teddy84 · 16-04-2021

Забавно. Но, думаю, в реальности будут помехи для наблюдения и искажения типа шума.

3
Leonid3182 · 16-04-2021

dilettant, из-за огибания фотонами ЧД независимо от плоскости вращения внешний наблюдатель всегда видит диск в т. ч. "плашмя" вокруг её, поэтому картинка почти не изменится.

4
Nablydatel133 · 16-04-2021

К.3.
Наблюдатель видит, то что ему показывают.

5
Teddy84 · 17-04-2021

"картинка почти не изменится"
С 1:16 по 1:40 картинка попроще.

6
Nablydatel133 · 17-04-2021

Teddy...
Что заложили, то получили.

7
viktorchibis84 · 17-04-2021

Красивый мультик.
По сути, гравлинзирование на горизонтах событий двух ЧД.
По к.1, инструментальный снимок тени СМЧД М87 был сделан почти перпендикулярно плоскости галактики, то бишь плоскости АД. И тень характерной формы, определяемой гравлинзированием получилась. Данный результат определяется соотношением толщины АД и диаметра ГС. При Т>D картинка в режиме «фильтрации» будет примерно одинаковой.
В данном мультике вероятно искусственно было задано условие T<D, что дало соответствующие картинки в начале ролика и с 1:16 по 1:40. И плоскости двух АД были выравнены. Если бы их задали ортогональными, вращались бы две картинки, одна - плоский вид, другая - с тенью. А дальше считай гравлинзирование.

8
nick_s102 · 17-04-2021

Прикольно)
Но практической ценности - никакой...

9
JamesWebb84 · 17-04-2021

Интересно, они в своих визуализациях используют стандартный для современной 3д графики метод: когда свет идёт из пикселя в 3д пространство, то есть наоборот реальному миру. Или всё-таки как в реальности, от источника света в пиксели картинки?

10
LuxiFero89 · 17-04-2021

К9. Нипанятна. Можете сформулировать иначе? Какие пиксели? Чем они отличаются от источника света в реальности?

11
Гришин_С_Г150 · 17-04-2021

И вращаются и обращаются против часовой стрелки.
Это так в натуре или просто так нарисовали?

12
Leonid3182 · 17-04-2021

"..вероятно искусственно было задано условие T<D,." (с)viktorchibis
Условие задано массами СМЧД -- 100 и 200 млн солнечных.
Напомню: радиусы горизонтов 300 и 600 млн км или 2 и 4 а.е. соответственно :-)
"..Наблюдатель видит, то что ему показывают.." (с)Nablydatel
Исключительно для наблюдателя без мозгов :-))

13
dengess1-6 · 17-04-2021

JamesWebb © "Интересно, они в своих визуализациях используют стандартный для современной 3д графики метод: когда свет идёт из пикселя в 3д пространство, то есть наоборот реальному миру. Или всё-таки как в реальности, от источника света в пиксели картинки?"
- Есть три стандарта рендеринга:
1) прямой скан 3д-сцены. Прямо "в лоб";
2) рейтрейсинг, о чём вы помянули;
3) unbiased rendering - реальный расчёт траектории лучей от источника света во всех направлениях, в том числе и в направлениях тех, в которых свет не попадает в пикселы изображения. Всё как в реальном мире.

14
JamesWebb84 · 17-04-2021

к.10 LuxiFero, да, конечно. Пиксели это итоговое изображение. Скажем рецепторы нашего глаза. В реальном мире как получается? Свет исходит от источника, попадает на другой объект, поглощается/отражается, и попадает нам в глаз. Помимо этого множество лучей прошло подобный путь, но чуть под другим углом и не попало нам в глаз. В 3д графике будет очень накладно просчитывать путь луча, который в итоге всё равно не попадёт в глаз. Для этого их исключают, путём того, что свет исходит из глаза. От каждого рецептора или пикселя. Луч попадает на объекты, отражается несколько раз, попадая в том числе в источник света - из этого складывается итоговый цвет исходного пикселя. Чем большее количество отражений луча выставлено, тем точнее цвет. Но потерю информации мы всё равно имеем при данном способе просчёта. Вот мне и интересно, у них там компьютеры очень мощные, может быть с их мощностями можно в обратную сторону это делать, ну как в реальном мире.

15
JamesWebb84 · 17-04-2021

dengess1, что такое "прямо в лоб"?

16
JamesWebb84 · 17-04-2021

dengess1, рейтрейсингом, кстати, являются оба способа просчёта. Потому что "рейтрейсинг" - это трассировка луча, дословно. В обе стороны придётся просчитывать трассировку. Это Вы ошибочно полагаете, что "ray tracing" это термин. Ну как эти... понимаете о ком я, да? Хотя на самом деле это не термин. Хотя на самом деле это просто не переведённое словосочетание "трассировка луча", не более. Ну а насчёт "прямо в лоб" было бы интересно узнать.

17
dengess1-6 · 17-04-2021

JamesWebb, рейтрейсерами тридешники как правило называют biased rendering. Хотя unbiased rendering тоже рейтрейсинг, но более естественный.
...
"прямо в лоб"? Это без просчётов всяких там переотражений - без рейтрейсинга. Каждый объект бедто источник света направленного перпендикулярно плоскости получаемого изображения. Это также как если в реальном мире на принтерный сканер положить всякие предметы и отсканировать их.

18
viktorchibis84 · 17-04-2021

Leonid, массы СМЧД определяют D, а толщина АД в общем случае независимый параметр (в природе), который в мультиках его можно регулировать, например, через плотность.

19
JamesWebb84 · 17-04-2021

dengess1, вот как тридешнк вам скажу, "в лоб" это тоже рейтрейсинг. Просто с нулевым значением отражений луча. Знаете что вы получите в результате? Чёрный экран :) При чём не важно, будут исходить лучи из камеры или от источника света. Чтобы получить хоть что-то, придётся сделать объекты светящимися. Тогда вы хотя бы получите 2д мультяшную картинку. Типа мультика "Ну погоди!" или "Смешарики". Но зачем вам 3д и расчёты на рейтрейсинг, если для этого удобнее и логичнее использовать векторную графику?))

20
dengess1-6 · 17-04-2021

Зависит от задачи. Например если надо представить разные ракурсы интерьера с различной расстановкой мебели или с разными обоями, то проще наделать пачку сканов для одной 3д-сцены, чем создавать для каждой иллюстрации отдельную векторную сцену.

21
LuxiFero89 · 17-04-2021

JamesWebb, спасибо, стало понятно)

22
dengess1-6 · 17-04-2021


JamesWebb © "Вот мне и интересно, у них там компьютеры очень мощные, может быть с их мощностями можно в обратную сторону это делать, ну как в реальном мире."
- Тут нет ничего, что требовало бы мощного трейсинга. Нет ни прозрачностей, ни зеркал, ни полутеней и т. д. По моему для этой сцены хватило бы максовского сканлайна или блендеровского интернала, конечно с добавлением алгоритмов для учёта уравнений Эйнштейна. Ведь именно гравитационные эффекты здесь и визуализированы. Причём просчитана лишь траектория света, но не показано например влияние гравитации и релятивистских эффектов на спектральное смещение.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!