Vizualizace pro pozorovatele mezi černou dírou a akrečním diskem. Kredit: Michal Staněk & Pavel Bakala.

Celý svět se zaujetím sledoval přípravy mezinárodního týmu astronomů, který se letos chystal na historicky první přímé pozorování bezprostředního okolí singularity černé díry. Použil k tomu Teleskop Horizontu událostí (Event Horizon Telescope), čili vlastně celoplanetární síť radioteleskopů, která funguje jako virtuální radioteleskop o rozměrech celé Země. Pokud se pozorování a vyhodnocení dat podaří, tak by mělo přinést unikátní informace o supermasivní černé díře v centru Mléčné dráhy. Pokud je ale někdo zvědavý, jak se projevují černé díry, mohl by využít virtuální realitu se simulátorem černoděrových efektů.

Pavel Bakala. Kredit: Ústav fyziky FPF SLU.

Odborníci Ústavu fyziky a Centra počítačové fyziky a zpracování dat Filozoficko-přírodovědecké fakulty v Opavě vyvinuli unikátní technologii pro virtuální realitu, která uživateli nabízí virtuální výlet k černé díře. Zároveň vyvinuli software, které udělá z kamery připojené k počítači okna do světa, kde se člověk dostal do bezprostřední blízkosti černé díry.

Na vzniku simulátoru optických efektů extrémní gravitace se významně podílel Michal Staněk se bakalářskou prací „Vizualizace optických efektů v prostředí extrémní gravitace za pomoci nástrojů virtuální reality“, se svým školitelem Pavlem Bakalou z Ústavu fyziky.

Před skokem do virtuální reality. Kredit: Ústav fyziky FPF SLU.

Simulátor zpracovává data získaná relativistickými výpočty ve vývojovém prostředí virtuální reality UNITY a s hardwarem OSVR (Open Source Virtual Reality). OSVR je otevřená platforma virtuální reality, vyvíjená společnostmi Razer a Sensics. Tento hardware využívají rekreační uživatelé virtuální reality, našel ale uplatnění i v průmyslu, architektonice nebo ozbrojených složkách, například v norské armádě.

OSVR. Kredit: Razer.

Na Ústavu fyziky už mají k dispozici několik spustitelných simulací prostředí extrémní gravitace. Jedna z nich je založena na vizualizaci oblohy pozorovatele na oběžné dráze kolem extrémně rychle rotující Kerrovy černé díry, kdy pozorovatel obíhá na orbitu ve výšce pětinásobku poloměru horizontu událostí. Další simulace ukazuje teplotní mapu kosmického mikrovlnného pozadí (CMB) ovlivňovanou silnou gravitací extrémně rychle rotující Kerrovy černé díry. Třetí simulace umísťuje pozorovatele mezi extrémně rychle rotující Kerrovu černou díru (ve výšce jeden a půl násobku poloměru horizontu událostí) a její akreční disk na pozadí vzdáleného vesmíru.

Autor textu může osobně potvrdit, že jde o podivuhodný zážitek, který by si nikdo se zájmem o vesmír a jeho tajemství neměl nechat ujít. Možnost setkání se simulátorem optických efektů černé díry měli už například návštěvníci Evropského veletrhu pomaturitního a celoživotního vzdělávání Gaudeamus koncem ledna v Praze, a také na Veletrhu Věda, výzkum, inovace, který proběhl na přelomu února a března v Brně.

Video:  Pavel Bakala, Kerrova černá díra aneb Cesta do neznáma


Literatura
Ústav fyziky Filozoficko-přírodovědecké fakulty v Opavě