ব্যবহারকারী:MohdMabroor/খেলাঘর

Lensing by a Rapidly Spinning Black Hole: Gargantua গ্যারগাঞ্চুয়ার মতো দ্রুত ঘূর্ণায়মান ব্ল্যাক হোল সৃষ্ট লেন্সিং

The whirl of space generated by Gargantua’s very fast spin changes the gravitational lensing. The star patterns in Figure 8.1 (Gargantua) look somewhat different from those in Figure 8.4 (a nonspinning black hole), and the streaming patterns differ even more.

গ্যারগাঞ্চুয়ার তীব্র ঘূর্ণনে উৎপন্ন স্পেস হুইর্ল বা স্থানঘূর্ণি মহাকর্ষীয় লেন্সিংকে পরিবর্তন করে দেয়। চিত্র ৮.১-এর নাক্ষত্রিক বিন্যাসগুলি চিত্র ৮.৪-এর থেকে কিছুটা আলাদা এবং লেন্সিংয়ের ফলে তাদের প্রবাহ বিন্যাস তো আরও বেশিই ভিন্ন।

For Gargantua the streaming (Figure 8.5) reveals two Einstein rings, shown as pink curves. Outside the outer ring, the stars stream rightward (for example, along the two red curves), as they did for a nonspinning black hole in Figure 8.4. However, the whirl of space has concentrated the stream into narrowed high-speed strips along the back edge of the hole’s shadow, strips that bend somewhat sharply at the equator. The whirl has also produced eddies in the streaming (the closed red curves).

এবার ননস্পিনিং ব্ল্যাক হোলের বদলে তীব্র ঘূর্ণায়মান ব্ল্যাক হোল যেমন গ্যারগাঞ্চুয়াকে বিবেচনা করুন। এক্ষেত্রে স্টার স্ট্রিমিংয়ে দুটি আইনস্টাইন রিং দেখা যাবে, চিত্রে এদের গোলাপী বক্ররেখা দিয়ে চিহ্নিত করা হয়েছে। লেন্সিংয়ের সময় বহিঃবলয়ের বাইরে, তারাগুলি দুটি লাল বক্ররেখা বরাবর ডানদিকে প্রবাহিত হয়, যেমনিভাবে তারা চিত্র ৮.৪-এ একটি ননস্পিনিং ব্ল্যাক হোলের জন্য প্রবাহিত হয়েছিল। যাইহোক, স্থান-ঘূর্ণি তারার স্রোতটিকে ব্ল্যাক হোলের ছায়ার পিছনের প্রান্ত বরাবর সংকীর্ণ উচ্চ-গতির স্ট্রিপগুলিতে কেন্দ্রীভূত করে, যে স্ট্রিপগুলি বিষুবরেখায় কিছুটা প্রবলভাবে বেঁকে যায়। স্থান-ঘূর্ণিটি স্ট্রিমিংয়েও অনেক ঘূর্ণাবর্ত তৈরি করে (বন্ধ লাল বক্ররেখা)।

The secondary image of each star appears between the two Einstein rings. Each secondary image circulates along a closed curve (for example, the two yellow curves), and it circulates in the opposite direction to the red streaming motions outside the outer ring.

প্রতিটি তারার সেকেন্ডারি চিত্র দুটি আইনস্টাইন রিংয়ের মধ্যে প্রতীয়মান হয়। প্রতিটি সেকেন্ডারি চিত্র একটি বদ্ধ বক্ররেখা বরাবর (উদাহরণস্বরূপ, হলুদ বক্ররেখাদ্বয়) এবং বহিঃবলয়ের বাইরের লাল স্ট্রিমিং গতির বিপরীত দিকে সঞ্চালিত হয়।

There are two very special stars in Gargantua’s sky with gravitational lensing turned off. One lies directly above Gargantua’s north pole; the other directly below its south pole. These are analogs of the star Polaris, which resides directly above the Earth’s north pole. I placed five�pointed stars at the primary (red) and secondary (yellow) images of Gargantua’s pole stars. All the stars on the Earth’s sky appear to circulate around Polaris as we humans are carried around by the Earth’s rotation. Similarly, all of Gargantua’s primary stellar images circulate around the red pole-star images as the camera orbits the hole, but their circulation paths (for example, the two red eddy curves) are highly distorted by the whirl of space and gravitational lensing. Similarly, all the secondary stellar images circulate around the yellow pole-star images (for example, along the two distorted yellow curves).

গ্যারগাঞ্চুয়ার আকাশে দুটি বিশেষ ধরণের নক্ষত্র রয়েছে যাদের গ্র্যাভিটেশনাল লেন্সিং বন্ধ। একটি গারগাঞ্চুয়ার উত্তর মেরুর সরাসরি উপরে অবস্থিত; অন্যটি সরাসরি দক্ষিণ মেরুর নিচে। এগুলি হল সরাসরি পৃথিবীর উত্তর মেরুর উপর অবস্থান করা পোলারিস নক্ষত্রের অ্যানালগ বা সদৃশ্যবস্তু। আমি গারগাঞ্চুয়ার ধ্রুবতারার প্রাথমিক (লাল) এবং মাধ্যমিক (হলুদ) চিত্রগুলিতে পঞ্চকৌণিক নির্দেশক তারা স্থাপন করেছি। পৃথিবীর আকাশের সমস্ত তারা পোলারিসের চারপাশে ঘুরছে বলে দেখা যায়, কেননা পৃথিবীর ঘূর্ণনের কারণে আমরাও ঘুরে থাকি। একইভাবে, গারগান্টুয়ার সমস্ত প্রাথমিক নাক্ষত্রিক চিত্রগুলি লাল ধ্রুবতারকার চিত্রগুলির চারপাশে ঘুরতে থাকে, যেহেতু ক্যামেরাটি হোলটিকে পরিক্রমা করছে। তবে তাদের পরিসঞ্চারনের পথগুলি (উদাহরণস্বরূপ, দুটি লাল ঘুর্ণাবর্তী বক্ররেখা) স্থান-ঘূর্ণি এবং মহাকর্ষীয় লেন্সিংয়ের কারণে অত্যাধিক বিকৃত হয়ে যায়। একইভাবে, সমস্ত সেকেন্ডারি নাক্ষত্রিক চিত্রগুলি হলুদ ধ্রুব তারকার চিত্রগুলির চারপাশে ঘুরে (উদাহরণস্বরূপ, দুটি বিকৃত হলুদ বক্ররেখা বরাবর)।

Why, for a nonspinning hole (Figure 8.4), did the secondary images appear to emerge from the black hole’s shadow, swing around the hole, and descend back into the shadow, instead of circulating around a closed curve as for Gargantua (Figure 8.5)? They actually do circulate around closed curves for a nonspinning hole. However, the inner edge of the closed curve is so close to the shadow’s edge that it can’t be seen. Gargantua’s spin makes space whirl, and that whirl moves the inner Einstein ring outward, revealing the secondary images’ full circulatory pattern (yellow curves in Figure 8.5), and revealing the inner Einstein ring.

কেন, একটি নন-স্পিনিং হোলের জন্য (চিত্র 8.4), সেকেন্ডারি চিত্রগুলিকে ব্ল্যাক হোলের ছায়া থেকে উভর্তী হতে দেখা যায়? হোলের চারপাশে দুলতে দেখা যায়? এবং আবার ছায়ায় নেমে আসতে দেখা যায়, গারগ্যাঞ্চুয়ার মতো একটি বদ্ধ বক্ররেখার চারপাশে ঘূর্ণন না করেই (চিত্র 8.5)? আসলেই কিন্তু তারা একটি নন স্পিনিং ব্ল্যাক হোলের জন্য বন্ধ বক্ররেখার চারপাশে ঘুরে। তবে, বদ্ধ বক্ররেখার অভ্যন্তরীণ প্রান্তটি ছায়ার প্রান্তের এতটাই নিকটবর্তী যে, একে আর দেখা যায় না। গারগান্টুয়ার ঘুর্ণনের ফলে স্পেসহুইর্ল (স্থানের ঘুর্ণি) তৈরি হয়, এবং সেই ঘূর্ণি ভেতরের আইনস্টাইন বলয়কে বাইরের দিকে নিয়ে যায়, যা সেকেন্ডারি ইমেজের সম্পূর্ণ সার্কুলেটরি প্যাটার্ন (চিত্র 8.5-এ হলুদ বক্ররেখা) এবং আভ্যন্তরীণ আইনস্টাইন রিংকে প্রকাশ করে দেয়।

nside the inner Einstein ring, the streaming pattern is more complicated. The stars in this region are tertiary and higher-order images of all the stars in the universe—the same stars as appear as primary images outside the outer Einstein ring and secondary images between the Einstein rings.

আভ্যন্তরীণ আইনস্টাইন রিংয়ের ভিতরে, স্ট্রিমিং প্যাটার্নটা অধিক জটিল। এই অঞ্চলের নক্ষত্রগুলি ব্রহ্মাণ্ডের সমস্ত নক্ষত্রের টারশিয়ারি ও উচ্চ-ক্রমের ছবি— ওই একই তারকাগুলোই বহিঃস্থিত আইনস্টাইন রিংয়ের বাইরে প্রাথমিক ছবি এবং আইনস্টাইনের বলয়ের মধ্যকার গৌণ ছবিরূপে দেখা দেয়।

In Figure 8.6, I show five small pictures of Gargantua’s equatorial plane, with Gargantua itself in black, the camera’s orbit in dashed purple, and a light ray in red. The light ray brings to the camera the stellar image that is at the tip of the blue arrow. The camera is moving counterclockwise around Gargantua.

চিত্র 8.6-এ, আমি গারগান্টুয়ার নিরক্ষীয় সমতলের পাঁচটি ছোট ছবি দেখিয়েছি, যার মধ্যে কালো রঙে স্বয়ং গ্যারগাঞ্চুয়া, ড্যাশ বেগুনি রঙে ক্যামেরার কক্ষপথ এবং লাল রঙে একটি আলোক রশ্মি রয়েছে। আলোক রশ্মিটি নীল তীরের ডগায় থাকা নক্ষত্রের ছবি ক্যামেরায় নিয়ে আসে। আর ক্যামেরা ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে গারগান্টুয়ার চারপাশে ঘুরছে।

You can get a lot of insight into the gravitational lensing by walking yourself through these pictures, one by one. Take note: The actual direction to the star is upward and rightward (see outer ends of the red rays). The camera and beginning of each ray point toward the stellar image. The tenth image is very near the left edge of the shadow and the right secondary image is near the right edge; comparing the directions of the camera for these images, we see that the shadow subtends about 150 degrees in the upward direction. This despite the fact that the actual direction from camera to center of Gargantua is leftward and upward. The lensing has moved the shadow relative to Gargantua’s actual direction

আপনি এইসব চিত্রের মাধ্যমে এক-এক করে নিজে নিজে হেঁটেই মহাকর্ষীয় লেন্সিং সম্পর্কে অধিক জানকারি পেতে পারেন। নোট করুন: তারার বাস্তবিক দিকটি উপরে ও ডান দিকে (লাল রশ্মির বাইরের প্রান্তগুলি দেখুন)। ক্যামেরা এবং প্রতিটি রশ্মির সূচনা নাক্ষত্রিক চিত্রের দিকে নির্দেশ করে। দশম চিত্রটি ছায়ার বাম প্রান্তের খুব কাছে এবং ডান মাধ্যমিক চিত্রটি ডান প্রান্তের কাছাকাছি; এই চিত্রগুলির জন্য ক্যামেরার দিকনির্দেশের তুলনা করে, আমরা দেখতে পাই যে ছায়াটি ঊর্ধ্বমুখী দিকে প্রায় 150 ডিগ্রী কম হয়ে যায়। তত্ত্ব মোতাবেক ক্যামেরা থেকে গারগাঞ্চুয়ার কেন্দ্রের আসল দিকটি বাম ও ঊর্ধ্বমুখী। এতদসত্ত্বেও এমনটি হয় নাই। কারণ লেন্সিং গারগাঞ্চুয়ার প্রকৃত দিকনির্দেশের সাপেক্ষে ছায়াটিকে স্থানান্তরিত করে দিয়েছে।

Creating Interstellar’s Black-Hole and Wormhole Visual Effects ব্ল্যাক হোল এবং ওয়ার্মহোলের ভিজ্যুয়াল ইফেক্ট তৈরি

Chris wanted Gargantua to look like what a spinning black hole really looks like when viewed up close, so he asked Paul to consult with me. Paul put me in touch with the Interstellar team he had assembled at his London-based visual-effects studio, Double Negative.

ক্রিস চাইতেন যে, গারগাঞ্চুয়াকে ঠিক তেমনই দেখা যাক যেমনটা আসলেই কোন ঘুর্ণায়মান ব্ল্যাক হোলকে কাছ থেকে দেখলে দেখা যেত। তাই তিনি পলকে আমার সাথে পরামর্শ করতে বললেন। পল আমাকে ইন্টারস্টেলার টিমের সাথে তার লন্ডন-ভিত্তিক ভিজ্যুয়াল-ইফেক্ট স্টুডিও, ডাবল নেগেটিভ-এ যুক্ত করেন।

I wound up working closely with Oliver James, the chief scientist. Oliver and I talked by phone and Skype, exchanged e-mails and electronic files, and met in person in Los Angeles and at his London office. Oliver has a college degree in optics and atomic physics and understands Einstein’s relativity laws, so we speak the same technical language.

এর ফলে চিফ সাইন্টিস্ট অলিভার জেমসের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে কাজ করা কমিয়ে আনতে হয়। আবশ্য আমরা ফোন এবং স্কাইপে কথা বলেছিলাম, পাশাপাশি ই-মেইল এবং ইলেকট্রনিক ফাইলগুলি বিনিময় করি। এমনকি লস অ্যাঞ্জেলেসে এবং তার লন্ডন অফিসে ব্যক্তিগতভাবে দেখাও করি। অলিভারের অপটিক্স এবং পারমাণবিক পদার্থবিদ্যায় কলেজ ডিগ্রি রয়েছে এবং তিনি আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতা সূত্রটি বোঝেন, তাই আমাদের কথাবার্তা একই প্রযুক্তিগত ভাষায় হয়েছিল।

Several of my physicist colleagues had already done computer simulations of what one would see when orbiting a black hole and even falling into one. The best experts were Alain Riazuelo, at the Institut d’Astrophysique in Paris, and Andrew Hamilton, at the University of Colorado in Boulder. Andrew had generated black-hole movies shown in planetariums around the world, and Alain had simulated black holes that spin very, very fast, like Gargantua.

আমার বেশ কিছু পদার্থবিজ্ঞানী সহকর্মী ইতিমধ্যেই সেরকম কম্পিউটার সিমুলেশন করে ফেলেছিলেন যে, কোন ব্ল্যাক হোলকে প্রদক্ষিণ করার সময় এবং এমনকি একটিতে পড়ে গেলে ওই ব্যক্তি ঠিক কেমনটা দেখতে পাবেন। সেরা বিশেষজ্ঞ ছিলেন প্যারিসের ইনস্টিটিউট ডি অ্যাস্ট্রোফিজিকের অ্যালেন রিয়াজুয়েলো এবং বোল্ডার কলোরাডো বিশ্ববিদ্যালয়ের অ্যান্ড্রু হ্যামিল্টন। অ্যান্ড্রু সারা বিশ্বজুড়ে প্ল্যানেটরিয়ামগুলোতে দেখানো ব্ল্যাক-হোল সিনেমাগুলো তৈরি করেছিলেন, এবং অ্যালাইন ব্ল্যাক হোলগুলিকে সিমুলেট করেছিলেন যেগুলি গারগান্টুয়ার মতো খুব, খুব দ্রুত ঘোরে।

So initially I planned to put Oliver in touch with Alain and Andrew and ask them to provide him the input he needed. I lived uncomfortably with that decision for several days, and then changed my mind.

তাই প্রাথমিকভাবে আমি অলিভারকে অ্যালাইন এবং অ্যান্ড্রুর সাথে সম্পর্কিত করার পরিকল্পনা করি এবং তাকে তার প্রয়োজনীয় ইনপুট সরবরাহ করতে বলি। আমি এই সিদ্ধান্ত নিয়ে বেশ কিছু দিন অস্বস্তিতে ছিলাম। আর তারপর আমার মন পরিবর্তন করেছিলাম।

During my half century physics career I put great effort into making new discoveries myself and mentoring students as they made new discoveries. Why not, for a change, do something just because it’s fun, I asked myself, even though others have done it before me? And so I went for it. And it was fun. And to my surprise, as a byproduct, it produced (modest) new discoveries.

পদার্থবিদ্যায় আমার কর্মজীবন প্রায় অর্ধ শতাব্দীর মত। এই বিশাল ক্যারিয়ারে নতুন নতুন আবিষ্কারের জন্য আমি নিজেও যেমন প্রচুর প্রচেষ্টা দিয়েছি তেমনি আমার ছাত্রদেরকে নতুন কিছু আবিষ্কারের জন্য পরামর্শ দিয়ে আসছি। কেন না? সামান্য পরিবর্তনের জন্য হলেও কিছু করা উচিত, কারণ এটা বেশ মজাদার। আমি নিজেকে জিজ্ঞেস করতাম, আমার আগে কেউ কি এটা করেছিলো কখনও? যখন দেখেছি যে, না, কেউ করে নি, তখনই আমি এগিয়েছি তার জন্য। আর অনুভূতিটা বেশ মজাদার ছিল। আমি অবাক হই যে, উপজাত হিসেবে হলেও আমি যৎসামান্য নতুন আবিষ্কার তৈরি করতে পেরেছি।

Using Einstein’s relativistic laws of physics and leaning heavily on prior work by others (especially Brandon Carter at the Laboratoire Univers et Théories in France and Janna Levin at Columbia University), I worked out the equations Oliver needed. These equations compute the trajectories of light rays that begin at some light source, for example, a distant star, and travel inward through Gargantua’s warped space and time to the camera. From those light rays, my equations then compute the images the camera sees, taking account not only of the light’s sources and Gargantua’s warping of space and time, but also the camera’s motion around Gargantua.

আইনস্টাইনের পদার্থবিজ্ঞানের আপেক্ষিক তত্ত্ব ব্যবহার এবং অন্যান্যদের- বিশেষ করে ফ্রান্সের ল্যাবরেটরি ইউনিভার্স এট থিওরিসের ব্র্যান্ডন কার্টার এবং কলম্বিয়া ইউনিভার্সিটির জান্না লেভিন- এর কর্মগুলোর উপর প্রবল নির্ভর করে অলিভারের জন্য প্রয়োজনীয় সমীকরণগুলি নিয়ে কাজ করি। এই সমীকরণগুলি দ্বারা আলোক রশ্মির গতিপথ গণনা করা সম্ভব হয় যেগুলো উদাহরণস্বরূপ, কোনো একটি দূরবর্তী নক্ষত্রের মতো কিছু আলোক উৎস থেকে উৎপন্ন হয়ে গারগান্টুয়ার বিকৃত স্থানকালের ভিতরের দিকে ভ্রমণ করে ক্যামেরায় পৌঁছিয়েছে। সেই আলোক রশ্মিগুলি থেকে, সমীকরণগুলি দ্বারা ক্যামেরা কর্তৃক দেখতে পাওয়া চিত্রগুলি কম্পিউট করা হয়। আর একাজ করতে গিয়ে শুধুমাত্র আলোর উৎস এবং গারগান্টুয়ার স্থানকালের বিকৃতিকেই বিবেচনায় রাখা হয় নি, গারগান্টুয়ার চারপাশে ক্যামেরার গতিও বিবেচনায় রাখা হয়েছিল।

Having derived the equations, I implemented them myself, using user-friendly computer software called Mathematica. I compared images produced by my Mathematica computer code with Alain Riazuelo’s images, and when they agreed, I cheered. I then wrote up detailed descriptions of my equations and sent them to Oliver in London, along with my Mathematica code.

সমীকরণগুলি তৈরি করার পরে, আমি ম্যাথমেটিকা নামক ইউজার-বান্ধব কম্পিউটার সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে সেগুলি নিজেই প্রয়োগ করে দেখি। আমি ম্যাথমেটিকা কম্পিউটার কোড দ্বারা উৎপাদিত চিত্রগুলিকে অ্যালাইন রিয়াজুয়েলোর চিত্রগুলির সাথে তুলনা করি। আর যখন দেখি মিলে গিয়েছে, তখন আনন্দে নেচে উঠে মন। তারপর আমি সমীকরণের বিশদ বিবরণ লিখে ম্যাথমেটিকা কোডসহ লন্ডনে অলিভারের কাছে পাঠিয়ে দিই।

My code was very slow and had low resolution. Oliver’s challenge was to convert my equations into computer code that could generate the ultra-high-quality IMAX images needed for the movie.

Oliver and I did this in steps. We began with a nonspinning black hole and a nonmoving camera. Then we added the black hole’s spin. Then we added the camera’s motion: first motion in a circular orbit, and then plunging into a black hole. And then we switched to a camera around a wormhole.

আমার কোড খুব স্লো ছিল এবং কম রেজোলিউশনের ছিল। অলিভারের সামনে যে চ্যালেঞ্জটা আসে তা হল, আমার সমীকরণগুলিকে কম্পিউটার কোডে রূপান্তর করা যা মুভির জন্য প্রয়োজনীয় আল্ট্রা-হাই কোয়ালিটির IMAX ছবি তৈরি করতে পারে।

কাজটা ধাপে ধাপে সম্পন্ন করতে হয়েছিল। শুরুটা হয় একটি ননস্পিনিং ব্ল্যাক হোল এবং একটি ননমুভিং ক্যামেরা দিয়ে। তারপর সেখানে যোগ করি ব্ল্যাক হোলের স্পিন, আর তারপর ক্যামেরার গতি: প্রথমে একটি বৃত্তাকার কক্ষপথে গতি, এবং তারপরে ব্ল্যাক হোলে নিমজ্জিত গতি। এরপরই বিপত্তি আসে ওয়ার্মহোলের চারপাশে ক্যামেরা নিয়ে।

At this point, Oliver hit me with a minibombshell: To model some of the more subtle effects, he would need not only equations describing the trajectory of a ray of light, but also equations describing how the cross section of a beam of light changes its size and shape during its journey past the black hole.

তখন অলিভার আমাকে একটি মিনিবোম্বশেল দিয়ে টোকা মেরে আরও কিছু সূক্ষ্ম ইফেক্টের মডেল করার জন্য বলেন। কারণ কেবল আলোক রশ্মির গতিপথ বর্ণনা করার সমীকরণ দিয়েই কাজ হবে না, আলোক রশ্মির ক্রস সেকশন কীভাবে ব্ল্যাক হোল অতিক্রমের সময় তার আকার-আকৃতি পরিবর্তন করে তা বর্ণনা করার সমীকরণও লাগবে।

I knew more or less how to do this, but the equations were horrendously complicated and I feared making mistakes. So I searched the technical literature and found that in 1977 Serge Pineault and Rob Roeder at the University of Toronto had derived the necessary equations in almost the form I needed. After a three-week struggle with my own stupidities, I brought their equations into precisely the needed form, implemented them in Mathematica, and wrote them up for Oliver, who incorporated them into his own computer code. At last his code could produce the quality images needed for the movie.

অবশ্য কমবেশি জানতাম কিভাবে এটি করতে হয়, কিন্তু সমীকরণগুলি ভয়ঙ্কর জটিল ছিল। তাছাড়া ভুলের আশঙ্কাও ছিল। তাই আমি টেকনিক্যাল লিটারেচারে অনুসন্ধান চালাই। অনুসন্ধান করে দেখতে পাই যে, ১৯৭৭ সালেই টরন্টো বিশ্ববিদ্যালয়ের সার্জ পাইনল্ট এবং রব রোডার সমীকরণগুলিকে ঠিক সেই ফর্মেই তৈরি করে দিয়ে গিয়েছিলেন যেমনটা আমার জন্য জরুরী ছিল। এরপর নিজের মূর্খতার সাথে তিন সপ্তাহের লড়াই করে সমীকরণগুলিকে যথাযথভাবে প্রয়োজনীয় আকারে নিয়ে আসি, তারপর সেগুলিকে ম্যাথমেটিকাতে প্রয়োগ করি এবং অলিভারের জন্য লিখে পাঠাই। তিনি সেগুলিকে তার নিজের কম্পিউটার কোডে অন্তর্ভুক্ত করেন। আর শেষ পর্যন্ত তার কোড সিনেমার জন্য প্রয়োজনীয় মানসম্পন্ন ছবি তৈরি করতে সম্ভব হয়।

At Double Negative, Oliver’s computer code was just the beginning. He handed it over to an artistic team led by Eugénie von Tunzelmann, who added an accretion disk (Chapter 9) and created the background galaxy with its stars and nebulae that Gargantua would lens. Her team then added the Endurance and Rangers and landers and the camera animation (its changing motion, direction, field of view, etc.), and molded the images into intensely compelling forms: the fabulous scenes that actually appear in the movie. For further discussion, see Chapter 9.

ডাবল নেগেটিভ-এ, অলিভারের কম্পিউটার কোডের মাত্র সূচনা হয়েছিল। তিনি এটিকে ইউজেনি ভন টুনজেলম্যানের নেতৃত্বে একটি আর্টিস্টিক টিমের কাছে হস্তান্তর করেন, যারা একটি অ্যাক্রিশন ডিস্ক (অধ্যায় 9) যুক্ত করেছিলেন এবং গারগ্যান্টুয়া লেন্সের তারা এবং নীহারিকা দিয়ে পটভূমি গ্যালাক্সি তৈরি করেছিলেন। তারপরে তার দল এন্ডুরেন্স এবং রেঞ্জার্স এবং ল্যান্ডার এবং ক্যামেরা অ্যানিমেশন (এটির পরিবর্তনশীল গতি, দিক, দৃশ্যের ক্ষেত্র ইত্যাদি) যোগ করে এবং চিত্রগুলিকে তীব্রভাবে আকর্ষক আকারে ঢালাই করে: যে কল্পিত দৃশ্যগুলি বাস্তবে মুভিতে প্রদর্শিত হয়। আরও আলোচনার জন্য, অধ্যায় 9 দেখুন।

In the meantime, I puzzled over the high-resolution film clips that Oliver and Eugénie sent me, struggling to extract insights into why the images look like they look, and why the star fields stream as they stream. For me, those film clips are like experimental data: they reveal things I never could have figured out on my own, without those simulations—for example, the things I described in the previous section (Figures 8.5 and 8.6). We plan to publish one or more technical papers, describing the new things we learned.

ইতিমধ্যে, অলিভার এবং ইউজেনি আমাকে যে হাই-রেজোলিউশন ফিল্ম ক্লিপগুলি পাঠিয়েছিলেন তা নিয়ে আমি বিভ্রান্ত হয়ে পড়েছিলাম, কেন ছবিগুলি দেখতে যেমন দেখায় এবং কেন স্টার ফিল্ডগুলি প্রবাহিত হওয়ার সাথে সাথে প্রবাহিত হয় সে সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি বের করার জন্য সংগ্রাম করছিলাম৷ আমার জন্য, সেই ফিল্ম ক্লিপগুলি পরীক্ষামূলক ডেটার মতো: তারা এমন জিনিসগুলি প্রকাশ করে যা আমি নিজে থেকে কখনই খুঁজে বের করতে পারতাম না, সেই সিমুলেশনগুলি ছাড়া-উদাহরণস্বরূপ, আমি পূর্ববর্তী বিভাগে বর্ণনা করেছি (চিত্র 8.5 এবং 8.6)৷ আমরা যে নতুন জিনিস শিখেছি তার বর্ণনা দিয়ে আমরা এক বা একাধিক প্রযুক্তিগত গবেষণাপত্র প্রকাশ করার পরিকল্পনা করছি।

Imaging a Gravitational Slingshot মহাকর্ষীয় স্লিংশট ইমেজিং

Although Chris chose not to show any gravitational slingshots in Interstellar, I wondered what they would look like to Cooper as he piloted the Ranger toward Miller’s planet. So I used my equations and Mathematica to simulate them and produce images. (My images have far lower resolution than Oliver’s and Eugénie’s due to my code’s slowness.)

যদিও ক্রিস ইন্টারস্টেলারে কোনো মহাকর্ষীয় স্লিংশট না দেখাতে বেছে নিয়েছিলেন, আমি ভেবেছিলাম যে তারা কুপারকে কেমন দেখাবে কারণ সে মিলারের গ্রহের দিকে রেঞ্জারকে চালিত করেছিল। তাই আমি আমার সমীকরণ এবং গণিত ব্যবহার করে সেগুলোকে অনুকরণ করে ছবি তৈরি করেছি। (আমার কোডের ধীরগতির কারণে অলিভার এবং ইউজেনির তুলনায় আমার ছবির রেজোলিউশন অনেক কম।)

Figure 8.7 shows a sequence of images, as Cooper’s Ranger swings around an intermediate�mass black hole (IMBH) to initiate its descent toward Miller’s planet—in my scientist’s interpretation of Interstellar. This is the slingshot described in Figure 7.2

চিত্র 8.7 চিত্রগুলির একটি ক্রম দেখায়, যেহেতু কুপারের রেঞ্জার মিলারের গ্রহের দিকে তার অবতরণ শুরু করতে একটি মধ্যবর্তী ভর ব্ল্যাক হোল (IMBH) এর চারপাশে ঘুরছে — আমার বিজ্ঞানীর ইন্টারস্টেলারের ব্যাখ্যায়৷ এটি চিত্র 7.2-এ বর্ণিত স্লিংশট

In the top image, Gargantua is in the background with the IMBH passing in front of it. The IMBH grabs light rays from distant stars that are headed toward gargantua, swings the rays around itself, and ejects them toward the camera. This explains the donut of starlight that surrounds the IMBH’s shadow. Although the IMBH is a thousand times smaller than Gargantua, it is far closer to the Ranger than is Gargantua, so it looks only modestly smaller.

উপরের ছবিতে, গারগান্টুয়া ব্যাকগ্রাউন্ডে রয়েছে যেখানে IMBH এর সামনে দিয়ে যাচ্ছে। IMBH দূরবর্তী নক্ষত্র থেকে আলোক রশ্মি ধরে যেগুলি গারগ্যান্টুয়ার দিকে যাচ্ছে, রশ্মিগুলিকে নিজের চারপাশে ঘুরিয়ে দেয় এবং ক্যামেরার দিকে বের করে দেয়। এটি আইএমবিএইচ-এর ছায়াকে ঘিরে থাকা তারার আলোর ডোনাটকে ব্যাখ্যা করে। যদিও IMBH Gargantua থেকে হাজারগুণ ছোট, তবে এটি Gargantua-এর তুলনায় রেঞ্জারের অনেক কাছাকাছি, তাই এটি দেখতে সামান্যই ছোট।

As the IMBH appears to move rightward, as seen by the slingshot-moving camera, it leaves Gargantua’s primary shadow behind itself (middle picture in Figure 8.7), and it pushes a secondary image of Gargantua’s shadow ahead of itself. These two images are completely analogous to the primary and secondary images of a star gravitationally lensed by a black hole; but now it is Gargantua’s shadow that is being lensed, by the IMBH. In the bottom picture, the secondary shadow is shrinking in size, as the IMBH moves onward. By this time the slingshot is nearly complete, and the camera, on board the Ranger, is headed downward, toward Miller’s planet.

আইএমবিএইচ ডানদিকে সরে যেতে দেখা যায়, যেমনটি স্লিংশট-মুভিং ক্যামেরা দ্বারা দেখা যায়, এটি গারগান্টুয়ার প্রাথমিক ছায়াকে নিজের পিছনে ফেলে দেয় (চিত্র 8.7-এর মধ্যম ছবি), এবং এটি গারগান্টুয়ার ছায়ার একটি গৌণ চিত্রকে নিজের সামনে ঠেলে দেয়। এই দুটি চিত্র সম্পূর্ণরূপে একটি ব্ল্যাক হোল দ্বারা অভিকর্ষীয়ভাবে লেন্সযুক্ত একটি নক্ষত্রের প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক চিত্রগুলির সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ; কিন্তু এখন এটি গারগান্টুয়ার ছায়া যা আইএমবিএইচ দ্বারা লেন্স করা হচ্ছে। নীচের ছবিতে, গৌণ ছায়াটি আকারে সঙ্কুচিত হচ্ছে, যেহেতু IMBH এগিয়ে যাচ্ছে। এই সময়ের মধ্যে স্লিংশট প্রায় সম্পূর্ণ, এবং ক্যামেরা, রেঞ্জারে, মিলারের গ্রহের দিকে নীচের দিকে চলে গেছে।

As impressive as these images may be, they can be seen only up close to the IMBH and Gargantua, not from the great distance of Earth. To astronomers on Earth, the most visually impressive things about gigantic black holes are jets that stick out of them and the light from brilliant disks of hot gas that orbit them. To these we’ll now turn.

এই ছবিগুলি যতটা চিত্তাকর্ষক হতে পারে, সেগুলিকে শুধুমাত্র আইএমবিএইচ এবং গারগান্টুয়ার কাছাকাছি দেখা যায়, পৃথিবীর বড় দূরত্ব থেকে নয়। পৃথিবীর জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের কাছে, বিশালাকার ব্ল্যাক হোল সম্পর্কে সবচেয়ে দৃশ্যত চিত্তাকর্ষক জিনিসগুলি হল জেট যা তাদের থেকে বেরিয়ে আসে এবং গরম গ্যাসের উজ্জ্বল ডিস্ক থেকে আলো যা তাদের প্রদক্ষিণ করে। এগুলোর দিকে আমরা এখন ঘুরবো।