tutkimus

Ensimmäinen todellinen kuva mustasta aukosta. Huomenna!

Huomenna, 10. huhtikuuta 2019 odottaa meitähistoriallinen tapahtuma, jota kaikki maailman tähtitieteilijät odottavat. Event Horizon Telescope -hankkeen osallistujat, jotka yhdistävät useita planeettamme eri puolilla sijaitsevia radioteleskooppeja, osoittavat ensimmäistä kertaa todellisen kuvan kahdesta mustasta reikästä. Yksi esineistä, joiden massa on 4,1 miljoonaa aurinkoa, sijaitsee Linnunradan galaksin keskellä ja piilotetaan tähtienvälisen pölyn ja kaasun tiheiden klustereiden syvyyteen. Toinen kohde sijaitsee Mesgelin 87 (M87) jättiläisen elliptisen galaksin sydämessä. Objektin massa vastaa 7 miljardia aurinkoa ja tuottaa tehokkaita energiasuihkuja useiden tuhansien valovuosien etäisyydellä.

Jos tiedemiehen laskelmat ovat oikein jaHavainnot kohteista olivat onnistuneita, sitten huomenna pystymme näkemään ainakin yhden tai jopa kahden mustan reiän kuvat, jotka todennäköisesti näkyvät meille kahden pienen varjon muodossa, jotka ovat korostuneet kuumien kaasun ja pölyn pilvien sekä erittäin voimakkaiden energian säteily. Ovatko nämä kohteet muotoiltu - pyöreä, soikea tai täysin erilainen - riippuvat siitä, pyörittävätkö ne (ja millä nopeudella), kuinka oikein Einstein oli heidän kuvauksessaan, ja myös siitä, kuinka aktiivisia he ovat.

Todellinen kuva näistä varjoista, jotka ovat niinEinstein ja Hawking väittivät paljon, joissa tavanomaiset fysiikan lait lakkaavat toimimasta, jolloin aika pysähtyy, mikä tahansa aine ja valo katoavat ilman jälkiä, lakkaamatta olemasta olemassaolevassa fyysisessä maailmassa ja jättämässä vain muistoja, tulisi pysyvästi tallentaa minkä tahansa astrofysiikan muistiin. Ensimmäistä kertaa historiassa tutkijat voivat katsoa aivan äärettömän sydämeen.

Kaikki tämä tapahtuu tietenkin vain, josjos tähtitieteilijät voisivat todella nähdä ne. New York Timesin julkaisun mukaan Event Horizon -hankeryhmä koko vastaanotetun tiedon havainnoinnin ja analysoinnin ajan ei raportoinut käytännössä edistyksestä. Siksi kukaan ei voi varmuudella sanoa, voiko he todella saada todellisia kuvia mustista reikistä.

Radiolähde Jousimies A * galaksimme keskellä

Huolimatta täydellisestä salaisuudesta, pääTapahtuman Horizon-teleskooppiprojekti Shep Doleman toteaa, että hänen tiiminsä toimii "täysin omistautuneena ja tarkistaa jokaisen tuloksen neljä kertaa." Doulman vieraili äskettäin Harvard-Smithsonianin astrofysiikan keskuksessa, ei sanonut mitään, mutta näytti siltä, ​​että hänellä ja hänen tiimillään olisi ollut jotain näyttää ja kertoa.

Ilmoitus kahden vuoden tutkimuksen tuloksistase on tarkoitus pitää samanaikaisesti kuudessa paikassa kaikkialla maailmassa, mikä osoittaa, että se voi kertoa, kuinka tärkeää tämä hanke on kansainväliselle tiedeyhteisölle. Esimerkiksi yksi esitys pidetään Washingtonin kansallisessa lehdistöklubissa, toinen lehdistötilaisuus järjestää National Science Foundationin johtaja Frans Cordova. Tapahtuman Horizon Telescope -hankkeen tutkijoiden ryhmä tulee olemaan National Aeronautics and Astronautics -museossa.

On huomattava, että esitys tapahtuu melkeinvuosisadan kuluttua, koska vääristetyt kuvat tähdistä tekivät Einsteinin todella tunnetuksi ja vakiinnutti yleisen suhteellisuusteoriansa (GTR) kosmoksen rikkoutumattomana lakina. Se sanoi ja kuvaili, kuinka massan ja energian läsnäololla painovoima pystyy vääristämään tilaa ja aikaa, jolloin Universumin sisältö, mukaan lukien valo, voi toimia ja seurata paitsi suoria viivoja myös hyvin kaarevia polkuja.

GTR on johtanut tieteen uuteen ymmärryksen käsitteeseentila, jossa avaruusaika voi vapistaa, taipua, laajentaa, kiertää ja lopulta lopettaa lopullisesti mustien reikien suussa. Einsteinin yllätykseksi hänen yhtälöt osoittivat, että aineen ja energian valtava pitoisuus yhdessä paikassa voi tuhota avaruuden, absorboida ainetta ja valoa äärettömään. Tutkija ei pitänyt tästä ajatuksesta, mutta nykyaikainen tiede uskoo, että maailmankaikkeus sisältää monia mustia reikiä, jotka ovat valmiita syömään kaiken sen polulla. Ja monet heistä edustavat romahtavien tähtien kehittymisen viimeistä vaihetta.

Kaikki epäilyt näiden olemassaolostaObjektit katosivat kolme vuotta sitten laser-interferometrisen gravitaatio-aallon observatorion (LIGO) henkilökunnan löytämisen ansiosta. Erittäin arkaluonteisten laitteiden avulla tiedemiehet kuulivat mustan reiän parin hyvin kaukana meistä, mikä aiheutti avaruusaikakudoksen "vapinaa", joka, kuten vesiin heitetty kivi, levisi kaikkialle Universumiin ja jotka olivat LIGO-laitteiden kiinni. Sittemmin astrofysiikka on havainnut useita enemmän mustien reikien törmäyksiä. Kuten kävi ilmi, tuli niin vähäpätöiseksi, että jopa tutkijoiden keskuudessa nämä tapahtumat eivät enää aiheuta kunnioittavaa kunnioitusta.

Kuitenkin tähtitieteilijät ovat hyvin kiinnostuneita mahdollisuudesta nähdä lopulta, mitä aiemmin oli piilossa heidän silmäänsä.

”Kyllä, haluaisin nähdä hänen kuvansa. Tietäen fysiikan ja matematiikan lakeja, ymmärrän täysin, että ilmaus "nähdä musta aukko" ei kuulosta aivan oikein, mutta mahdollisuus henkilökohtaisesti katsoa todellista kuvaa siitä, mitä me kaikki halusimme nähdä niin kauan, on yksinkertaisesti uskomattoman viileä! ", Kommentit Daniel Holtz Chicagon yliopistosta.

”Teknisestä näkökulmasta on erittäin mielenkiintoista - nähdä henkilökohtaisesti mustan aukon kuva”, sanoo Yale-yliopiston astrofysiikka Priyamvada Natarajan.

Kuten New York Timesin haastateltavat erityisesti huomauttivatHeille on jännittävää, että nämä mustat reiät eivät ole tavallisia "tähtien ruumiita", vaan todellisia jättiläismäisiä hirviöitä, jotka sijaitsevat niiden galaksien keskellä ja jotka vaikuttavat suoraan kosmiseen säähän ja luovat energiapäästöjä tuhansia valovuosia.

Vaikka nämä kuvat eivät olisi niinvaikuttava, kuten me kaikki odotamme, mahdollisuus nähdä ainakin pieni osa näistä yhteisöistä antaa arvokasta panosta niiden tutkimukseen ja ymmärrykseen siitä, mitä he todella ovat ja miten he pystyvät osoittamaan kaikki uskomattomat voimat ja mahdollisuudet, jotka heille on omistettu.

Linnunradan keskellä, noin 26 kilometrin päässä000 valovuotta maapallolta on radiotaajuuden lähde, jota kutsutaan Sagittarius A *: ksi. Seuraten tähtien kiertorataa tämän keskikeskuksen ympärillä tähtitieteilijät pystyivät laskemaan seuraavat: mitä tahansa, sillä on neljä miljoonaa aurinkopainoa. Objekti ei tuota näkyvää tai infrapunavaloa. Jos tämä ei ole musta aukko, tiedemiehet eivät ole edes valmiita arvaamaan, mitä se todella on. Ainoa tapa selvittää varmasti on yrittää verrata ympäröivää pölyä ja kaasua ja tehdä kaikki totuudet ja epämiellyttävät käytännöt suoraa havaintoa siitä, mitä siellä on.

Tee siitä ylivoimainen. Einsteinin standardilaskelmien mukaan mustan aukon, jonka massa on 4,1 miljoonaa aurinkoa, halkaisija on vain noin 24 miljoonaa kilometriä - pieni piste kosmisen asteikon suhteen ja ottaen huomioon havaintojen etäisyys. Onneksi mustan reiän painovoima mahdollistaa sen, että se näyttää meille vähintään kaksi kertaa suurempaa. Mutta tässäkin tapauksessa pyrkimys nähdä se on samankaltainen kuin yrittää nähdä oranssi kuun paljaalla silmällä.

Nähdä jotain niin pientäsuuri etäisyys vaatii todella suuren ja erittäin voimakkaan teleskoopin. Täällä tapahtui Horisontin radion teleskooppi, joka nimettiin rajan alle mustaa reikää ympäröivään tilaan ja niin sanottu palautumaton kohta. Kaikki se, joka ylittää, on tuomittu olemaan nielemässä äärettömäksi. Hanke on astrofysiikan Shep Dolemanin äidinkieli, joka ajatteli vakavasti sen toteutumista sen jälkeen, kun hän oli tutkinut salaperäisiä aktiviteetteja supermassivien radio galaksien keskuksissa, kuten M87.

Galaxy M87. Relativistinen suihkutus poistuu galaksin keskustasta

Tapahtuma Horizon on verkkoradiotaajuiset kaukoputket, jotka toimivat radiotaajuisen interferometrian periaatteella ja joilla on erittäin pitkiä alustoja. Teleskoopit ovat kaukana toisistaan ​​hyvin pitkillä etäisyyksillä. Esimerkiksi yksi on eteläreuna, toinen Ranskassa, kolmas Chilessä, toinen Havaijin saarella. Itse asiassa Dr. Doleman ja hänen kollegansa saivat luoda jättiläisen maapallon virtuaalisen radioteleskoopin. Sen perustamista koskeva työ tehtiin yli 10 vuoden ajan. Lopuksi huhtikuussa 2017 kahdeksan kaukoputken verkosto synkronoitiin atomikellon kanssa ja kiinnitti silmänsä Linnunradan keskelle sekä super-jättiläinen galaksin M87 keskelle. Jatkuvat havainnot jatkuivat 10 päivää.

La Silla Observatory, joka sijaitsee Chilessä ja jonka omistaa Euroopan eteläinen observatorio. Yksi tapahtuma Horizon -hankkeeseen osallistuneista asemista

Kahden seuraavan vuoden aikana tutkijat käyttivät dekoodaustatietojen analysointi. Tämän tiedon määrä osoittautui niin suureksi (kukin teleskooppi keräsi 500 TB tietoa), että niitä oli mahdotonta välittää Internetin välityksellä. Siksi tiedot tallennettiin kiintolevyille (yhteensä 1024 kappaletta) ja lähetettiin Haystackin observatorioon (jonka omistavat Massachusettsin teknologiainstituutti, USA) sekä Max Planckin radiologian instituutille Bonnissa (Saksa). Molemmissa laboratorioissa on supertietokoneita, jotka pystyvät purkamaan ja jäsentämään tällaisen valtavan määrän tietoa.

Tiedot etelässä sijaitsevasta radioteleskoopistanapaa ei voitu hankkia vasta joulukuussa 2017. Kuten tohtori Doulman toteaa, "syyllinen oli Etelämantereen talvi, aika, jolloin ei ollut mahdollista tuoda mitään ja poistaa se etelänavalta."

Vuonna 2018 tähtitieteilijät jakoivatneljä riippumatonta ryhmää, jotka olivat mukana laatimassa kuvia mustista reikistä. Tulosten objektiivisuuden vuoksi yksikään ryhmistä ei ollut yhteydessä toisiinsa, sanoo tohtori Doleman. Viimeisestä työvaiheesta huolimatta toinen Grönlannin laitos liittyi tapahtuman Horizon-virtuaaliradio-kaukoputken hankkeeseen saman vuoden huhtikuussa. Sen jälkeen seurattiin uudelleen Linnunradan ja galaksin M87 keskuksia. Tällä kertaa tiedot kerättiin kaksi kertaa niin paljon kuin vuoden 2017 havaintojen aikana.

”Meidän kykymme ovat lisääntyneet monta kertaa sen jälkeen,” kommentoi Doleman.

Uusia havainnointitietoja ei otettu näytteilleanalyysi, jonka tulos julkistetaan huomenna, mutta ne antavat tähtitieteilijöille mahdollisuuden tarkistaa vuonna 2017 saadut tiedot sekä jäljittää mahdolliset muutokset.

Voit keskustella artikkelista Telegram-keskustelussa.