Έρευνα

Η πρώτη πραγματική εικόνα μιας μαύρης τρύπας. Αύριο!

Αύριο, 10 Απριλίου 2019, μας περιμένειένα ιστορικό γεγονός που περιμένουν απόλυτα όλους τους αστρονόμους στον κόσμο. Οι συμμετέχοντες στο πρόγραμμα Οπτικοακουστικού Τοπικού Συμβάντος, το οποίο ενώνει διάφορα ραδιοτηλεσκόπια που βρίσκονται σε διαφορετικά μέρη του πλανήτη μας, πρόκειται να επιδείξουν για πρώτη φορά μια πραγματική εικόνα δύο μαύρων οπών. Ένα από τα αντικείμενα, που έχουν μάζα 4,1 εκατομμυρίων ηλιακών κυψελών, βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία μας Γαλαξία μας και είναι κρυμμένο στα βάθη των πυκνών συστάδων διαστειρικής σκόνης και αερίου. Το δεύτερο αντικείμενο βρίσκεται στην καρδιά του γιγαντιαίου ελλειπτικού γαλαξία Messier 87 (M87), ο οποίος βρίσκεται στον αστερισμό Παρθένος. Το αντικείμενο έχει μάζα ισοδύναμη με 7 δισεκατομμύρια ηλιακά και παράγει ισχυρούς ενεργειακούς πίδακες σε απόσταση αρκετών χιλιάδων ετών φωτός.

Αν οι υπολογισμοί των επιστημόνων ήταν σωστοί καιΟι παρατηρήσεις για τα αντικείμενα ήταν επιτυχείς, τότε αύριο θα μπορέσουμε να δούμε εικόνες τουλάχιστον μίας ή ακόμα και δύο μαύρων οπών, οι οποίες είναι πιθανό να εμφανιστούν μπροστά μας με τη μορφή δύο μικρών σκιών, που επισημαίνονται με καυτά σύννεφα αερίου και σκόνης, καθώς και πολύ ισχυρές ενέργεια ακτινοβολία. Το αν αυτά τα αντικείμενα θα διαμορφωθούν - στρογγυλά, ωοειδή ή εντελώς διαφορετικά - θα εξαρτηθούν από το αν θα περιστραφούν (και με ποια ταχύτητα), από το πόσο σωστός ήταν ο Αϊνστάιν στην περιγραφή τους και από το πόσο δραστήρια είναι αυτά.

Η πραγματική εικόνα αυτών των σκιών για τις οποίεςΟ Αϊνστάιν και ο Χόκινγκ ισχυρίστηκαν πολλά, στα οποία παύουν να λειτουργούν οι συνηθισμένοι νόμοι της φυσικής, οπότε σταματάει ο καιρός, κάθε ύλη και το φως εξαφανίζονται χωρίς ίχνος, παύουν να υπάρχουν στον φυσικό κόσμο που είναι γνωστό και αφήνουν πίσω τους μόνο μνήμες, θα πρέπει να αποθηκεύονται μόνιμα στη μνήμη οποιασδήποτε αστροφυσικής. Για πρώτη φορά στην ιστορία, οι επιστήμονες θα μπορούν να κοιτάξουν δεξιά στην καρδιά του άπειρου.

Φυσικά, όλα αυτά θα συμβούν μόνο αναν οι αστρονόμοι μπορούσαν πραγματικά να τις δουν. Σύμφωνα με τη δημοσίευση των περιοδικών New York Times, η ομάδα έργου Event Horizon καθ 'όλη τη διάρκεια της παρατήρησης και της ανάλυσης των δεδομένων που έλαβε πρακτικά δεν ανέφερε την πρόοδο. Επομένως, κανείς δεν μπορεί να πει με βεβαιότητα αν ήταν πραγματικά σε θέση να πάρει πραγματικές εικόνες μαύρων τρυπών.

Ραδιοφωνική πηγή Τοξότης A * στο κέντρο του γαλαξία μας

Παρά την απόλυτη μυστικότητα, το κεφάλιΤο έργο Ωροσκόπιο Horizon Event Shep Doleman δηλώνει ότι η ομάδα του εργάζεται "με πλήρη αφοσίωση, ελέγχοντας κάθε αποτέλεσμα τέσσερις φορές". Ο Doulman επισκέφθηκε πρόσφατα το Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμινσόνιαν, δεν είπε τίποτα, αλλά έμοιαζε σαν να είχε κάτι και να δείξει και αυτός και η ομάδα του.

Ανακοίνωση αποτελεσμάτων διετούς μελέτηςπρογραμματίζεται να πραγματοποιηθεί ταυτόχρονα σε έξι μέρη σε όλο τον κόσμο ταυτόχρονα, γεγονός που δείχνει ότι μπορεί να καταλάβει πόσο σημαντικό είναι αυτό το έργο για τη διεθνή επιστημονική κοινότητα. Για παράδειγμα, μια παρουσίαση θα πραγματοποιηθεί στο National Press Club στην Ουάσινγκτον, μια άλλη συνέντευξη Τύπου θα πραγματοποιηθεί από τον κ. Frans Cordova, επικεφαλής του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών. Η ομάδα επιστημόνων του προγράμματος Telescope Horizon Event θα μείνει στο Εθνικό Μουσείο Αεροναυτικής και Αστροναυτικής.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η παρουσίαση θα πραγματοποιηθεί σχεδόνένας αιώνας αργότερα, αφού οι παραμορφωμένες εικόνες των αστεριών έκαναν τον Αϊνστάιν πραγματικά διάσημο και εδραίωσαν τη γενική θεωρία της σχετικότητας (GTR) ως τον άθραυστο νόμο του Κόσμου. Είπε και περιγράφει πως με την παρουσία της μάζας και της ενέργειας, η βαρύτητα είναι ικανή να διαστρεβλώνει το χώρο και το χρόνο, επιτρέποντας στο περιεχόμενο του Σύμπαντος, συμπεριλαμβανομένου του φωτός, να δουλεύει και να ακολουθεί όχι μόνο ευθείες γραμμές αλλά και πολύ καμπύλες διαδρομές.

Το GTR οδήγησε την επιστήμη σε μια νέα έννοια της κατανόησηςχώρος, στον οποίο ο χώρος-χρόνος μπορεί να τρέμει, να λυγίσει, να επεκταθεί, να στρίψει και τελικά να εξαφανιστεί για πάντα στο στόμα των μαύρων τρυπών. Προς έκπληξη του ίδιου του Αϊνστάιν, οι εξισώσεις του έδειξαν ότι μια τεράστια συγκέντρωση της ύλης και της ενέργειας σε ένα μέρος μπορεί να καταστρέψει τον χωροχρόνο, απορροφώντας την ύλη και το φως σε άπειρο τίποτα. Ο επιστήμονας δεν άρεσε αυτή την ιδέα, αλλά η σύγχρονη επιστήμη πιστεύει ότι το Σύμπαν περιέχει πολλές μαύρες τρύπες που είναι έτοιμες να καταβροχθίσουν τα πάντα στην πορεία του. Και πολλά από αυτά αντιπροσωπεύουν το τελικό στάδιο της εξέλιξης των καταρρακτών των αστεριών.

Τυχόν αμφιβολίες υπέρ της ύπαρξης αυτώνΤα αντικείμενα εξαφανίστηκαν πριν από τρία χρόνια χάρη στην ανακάλυψη του προσωπικού του Παρατηρητηρίου Λέιζερ-Ιντερφομετρικού Βαρυτικού κύματος (LIGO). Με τη βοήθεια πολύ ευαίσθητου εξοπλισμού, οι επιστήμονες άκουσαν μια "ηχώ" από ένα μαύρο τρύπα πολύ μακριά από εμάς, το οποίο προκάλεσε έναν "τρόμο" ιστού διαστημικού χρόνου, ο οποίος, όπως τα κύματα από μια πέτρα που ρίχτηκε στο νερό, εξαπλώθηκε σε όλο τον κόσμο και πιάστηκε από τον εξοπλισμό LIGO. Από τότε, οι αστροφυσικοί έχουν παρατηρήσει αρκετές συγκρούσεις μαύρων οπών. Όπως αποδείχθηκε, έγινε τόσο ασήμαντο ότι ακόμη και μεταξύ των επιστημόνων αυτά τα γεγονότα έπαψαν να προκαλούν δέος.

Ωστόσο, οι αστρονόμοι ενδιαφέρονται πολύ για την ευκαιρία να δουν τελικά αυτό που προηγουμένως ήταν κρυμμένο από τα μάτια τους.

"Ναι, θα ήθελα πραγματικά να δω την εικόνα της. Γνωρίζοντας τους νόμους της φυσικής και των μαθηματικών, καταλαβαίνω απόλυτα ότι η φράση "να δω μια μαύρη τρύπα" δεν ακούγεται σωστά, αλλά η ευκαιρία να ρίξουμε μια ματιά στην πραγματική εικόνα αυτού που όλοι θέλαμε να δούμε για τόσο πολύ καιρό είναι απλά απίστευτα δροσερό! ", Σχόλια Daniel Holz από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο.

"Είναι πολύ ενδιαφέρον ακόμη και από τεχνική άποψη - να δούμε προσωπικά την εικόνα μιας μαύρης τρύπας", λέει ο αστροφυσικός του Πανεπιστημίου Yale Priyamvada Natarajan.

Όπως επεσήμαναν οι συνεντεύκτριες της New York Times, ειδικάΤο συναρπαστικό για αυτούς είναι ότι αυτές οι μαύρες τρύπες δεν είναι συνηθισμένα αστέρια, αλλά πραγματικά τεράστια τέρατα που βρίσκονται στο κέντρο των γαλαξιών τους, επηρεάζοντας άμεσα τον κοσμικό καιρό και δημιουργώντας εκπομπές ενέργειας για χιλιάδες έτη φωτός.

Ακόμη και αν αυτές οι εικόνες δεν είναι έτσιόπως όλοι περιμένουμε, η ευκαιρία να δούμε τουλάχιστον ένα μικρό μέρος αυτών των οντοτήτων θα αποτελέσει ανεκτίμητη συμβολή στην έρευνα και κατανόηση του τι είναι πραγματικά και πώς είναι σε θέση να επιδείξουν όλες τις απίστευτες εξουσίες και ευκαιρίες που τους αποδίδονται.

Στο κέντρο του Γαλαξία, σε απόσταση περίπου 26000 έτη φωτός από τη Γη είναι μια πηγή ραδιοεκπομπής, που ονομάζεται Τοξότης Α *. Παρακολουθώντας τις τροχιές των αστεριών γύρω από αυτόν τον κεντρικό κόμβο, οι αστρονόμοι μπορούσαν να υπολογίσουν τα εξής: ό, τι και αν είναι, έχει τέσσερις εκατομμύρια ηλιακές μάζες. Το αντικείμενο δεν εκπέμπει ορατό ή υπέρυθρο φως. Εάν αυτή δεν είναι μια μαύρη τρύπα, τότε οι επιστήμονες δεν είναι καν έτοιμοι να μαντέψουν τι είναι πραγματικά. Ο μόνος τρόπος να βρεθείς με βεβαιότητα είναι να προσπαθήσεις να κοιτάξεις μέσα από τη σκόνη και το αέριο που περιβάλλει και, μέσα από όλες τις αλήθειες και τις κακές πρακτικές, να κάνεις άμεση παρατήρηση του τι υπάρχει.

Κάνε το συντριπτικό. Σύμφωνα με τους τυποποιημένους υπολογισμούς του Αϊνστάιν, η διάμετρος μιας μαύρης τρύπας, με μάζα 4,1 εκατομμυρίων ηλιακών, θα είναι μόνο περίπου 24 εκατομμύρια χιλιόμετρα - μια μικρή κουκίδα σε κοσμική κλίμακα και λαμβάνοντας υπόψη την απόσταση των παρατηρήσεων. Ευτυχώς, η βαρύτητα της ίδιας της μαύρης τρύπας της επιτρέπει να βλέπει τουλάχιστον δύο φορές μεγαλύτερη για εμάς. Αλλά ακόμη και σε αυτή την περίπτωση, μια προσπάθεια να το δούμε θα είναι παρόμοια με μια προσπάθεια να δει κανείς ένα πορτοκαλί στο φεγγάρι με γυμνό μάτι.

Για να δείτε κάτι τόσο μικρό μεμια μεγάλη απόσταση θα απαιτήσει ένα πραγματικά τεράστιο και πολύ ισχυρό τηλεσκόπιο. Ήταν εδώ που το ραδιοτηλεσκόπιο Event Horizon, το όνομά του από τα σύνορα στο χρονικό διάστημα γύρω από τη μαύρη τρύπα και το λεγόμενο σημείο μη επιστροφής, ήρθε σε πρακτικό. Όλα αυτά που διασχίζουν είναι καταδικασμένα να καταπιούνται μέχρι το άπειρο. Το έργο είναι το πνευματικό τέκνο του αστροφυσικιστή Shep Doleman, ο οποίος σκεφτόταν σοβαρά την εφαρμογή του, αφού μελέτησε μυστηριώδεις δραστηριότητες στα κέντρα υπερμαστικών ραδιοφωνικών γαλαξιών, όπως το M87.

Galaxy M87. Το σχετικιστικό τζετ διαφεύγει από το κέντρο του γαλαξία

Το Event Horizon είναι ένα δίκτυοραδιοτηλεσκόπια που λειτουργούν με βάση την αρχή της ραδιοηλεκτρομετρίας με υπερυψωμένες βάσεις. Τα τηλεσκόπια είναι μακρινά μεταξύ τους για πολύ μεγάλες αποστάσεις. Για παράδειγμα, το ένα είναι το Νότιο Πόλο, το άλλο στη Γαλλία, το τρίτο στη Χιλή, ένα άλλο στο νησί της Χαβάης. Στην πραγματικότητα, επέτρεψε στον Δρ Doleman και στους συναδέλφους του να δημιουργήσουν ένα γιγαντιαίο εικονικό ραδιοτηλεσκόπιο μεγέθους Γης. Οι εργασίες για τη δημιουργία του πραγματοποιήθηκαν σε διάστημα 10 ετών. Τέλος, τον Απρίλιο του 2017, το δίκτυο των οκτώ τηλεσκοπίων συγχρονίστηκε με ένα ατομικό ρολόι και σταθεροποίησε τα μάτια του στο κέντρο του Γαλαξία, καθώς και στο κέντρο του υπερ-γιγαντιαίου γαλαξία M87. Οι συνεχείς παρατηρήσεις συνεχίστηκαν για 10 ημέρες.

Παρατηρητήριο La Silla, που βρίσκεται στη Χιλή και ανήκει στο Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο. Ένας από τους σταθμούς που συμμετείχαν στο έργο Horizon Event

Τα επόμενα δύο χρόνια, οι επιστήμονες πέρασαν την αποκωδικοποίησηκαι την ανάλυση των δεδομένων. Οι όγκοι αυτών των πληροφοριών αποδείχθηκαν τόσο τεράστιοι (κάθε ένα από τα τηλεσκόπια συγκέντρωσε 500 TB πληροφοριών) ότι ήταν αδύνατο να τα μεταδώσει μέσω του Διαδικτύου. Ως εκ τούτου, τα δεδομένα αποθηκεύτηκαν σε σκληρούς δίσκους (1024 τεμάχια συνολικά) και αποστέλλονται στο παρατηρητήριο Haystack (που ανήκει στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης των Η.Π.Α.), καθώς και στο ινστιτούτο Max Planck για τη ραδιοαστρονομία στη Βόννη της Γερμανίας. Και τα δύο εργαστήρια διαθέτουν υπερυπολογιστές ικανούς να αποσυναρμολογήσουν και να δομήσουν τόσο τεράστιο όγκο πληροφοριών.

Δεδομένα από ένα ραδιοτηλεσκόπιο που βρίσκεται στο Νότοο πόλος δεν μπορούσε να αποκτηθεί μέχρι τον Δεκέμβριο του 2017. Όπως σημειώνει ο Δρ Doulman, "ο ένοχος ήταν ο χειμώνας της Ανταρκτικής, μια εποχή που ήταν αδύνατο να φέρουμε τίποτα και να το απομακρύνουμε από τον Νότιο Πόλο".

Το 2018, η ομάδα των αστρονόμων χωρίστηκε σετέσσερις ανεξάρτητες ομάδες που συμμετείχαν στη συλλογή εικόνων μαύρων οπών από τα δεδομένα που ελήφθησαν. Για την αντικειμενικότητα των αποτελεσμάτων, καμία από τις ομάδες δεν ήρθε σε επαφή μεταξύ τους, λέει ο Δρ Doleman. Παρά το τελικό στάδιο της εργασίας, μια άλλη εγκατάσταση στη Γροιλανδία εντάχθηκε στο έργο του εικονικού ραδιοτηλεσκοπίου Event Horizon τον Απρίλιο του ίδιου έτους. Μετά από αυτό, η παρακολούθηση των κέντρων του Γαλαξία και του γαλαξία M87 διεξήχθη και πάλι. Και αυτή τη φορά τα δεδομένα συλλέχθηκαν δύο φορές περισσότερο από ότι κατά τις παρατηρήσεις το 2017.

"Οι δυνατότητές μας αυξήθηκαν πολλές φορές από τότε", σχολιάζει ο Doleman.

Δεν ελήφθησαν δείγματα για νέα δεδομένα παρατήρησηςτην ανάλυση των οποίων το αποτέλεσμα θα ανακοινωθεί αύριο, αλλά επιτρέπουν στους αστρονόμους να ελέγξουν με τις πληροφορίες που αποκτήθηκαν το 2017, καθώς και να ανιχνεύσουν πιθανές αλλαγές.

Μπορείτε να συζητήσετε το άρθρο στο τηλεγράφημά μας.