Ahli astronomi akan buat pertama kali melihat mata lubang hitam ufuk acara

Sejak sebutan pertama mereka John Michell dalam surat kepada Royal Society pada tahun 1783, lubang hitam tidak berhenti untuk memukau imaginasi bukan sahaja ahli-ahli sains, tetapi juga penulis, pembuat filem, dan profesional kreatif yang lain. Mungkin keminatan ini adalah disebabkan oleh hakikat bahawa objek misteri sebenarnya tiada siapa pernah "dilihat." Walau bagaimanapun, tidak lama lagi perkara yang boleh berubah, sebagai sebuah pasukan antarabangsa ahli astronomi kini sedang menyiapkan proses rangkaian daripada beberapa teleskop berasaskan tanah, dengan harapan untuk membuat gambar yang pertama kali lubang hitam.

Ahli astronomi akan buat pertama kali melihat mata lubang hitam ufuk acara

Lubang hitam mempunyai tahap yang besar daya graviti. Sama ada ia adalah bintang yang hilang atau planet - tiada apa yang boleh melarikan diri nasibnya daripada yang diserap sepenuhnya dalam objek fizik alam semesta. Dan cahaya. Selepas Michell kewujudan lubang hitam kaedah matematik pada tahun 1915 - sebagai penyelesaian kepada persamaan yang dinyatakan dalam teori umum relativiti, Albert Einstein, - beliau meramalkan ahli astronomi Jerman dan ahli fizik Karl Schwarzschild.

Selepas ahli-ahli astronomi yang dibongkar bukti tidak langsung kewujudan supermassive lubang hitam, berjuta-juta atau berbilion-bilion kali mempunyai jisim lebih besar daripada matahari kita, dan berbaring di tengah-tengah semua galaksi besar. Salah satu daripadanya adalah kesan bukti tidak langsung hubungan graviti, yang ternyata bintang berdekatan, diikat di pusat galaksi. Apabila lebihan sekitar perkara galaksi, lubang hitam mengeluarkan jet plasma berkuasa pada kelajuan yang sering menghampiri kelajuan cahaya. Ini merupakan satu lagi bukti kewujudan mereka. Tahun lalu, sebagai sebahagian daripada eksperimen saintis LIGO dapat menghasilkan lebih banyak bukti kewujudan mereka, dengan menentukan gelombang graviti yang dipanggil - riak ruang-masa yang disebabkan oleh kedua-dua lubang hitam di tengah-tengah massa, berhadapan antara satu sama lain beberapa juta tahun dahulu.

Dan lagi, walaupun pada hakikatnya kita tahu kewujudan mereka, soalan sifat lubang hitam dan evolusi mereka dan kesan ke atas alam semesta masih kekal terbuka, walaupun astronomi moden, yang teknologi telah maju berbanding dengan masa apabila hitam lubang hanya mula bercakap.

Penangkapan bintik kecil di langit

Dari 5 hingga 14 April 2017 pasukan di sebalik misi teleskop Event Horizon Telescope (EHT), berharap untuk menguji teori-teori asas tentang fizik lubang hitam dan cuba untuk membuat imej yang pertama kali ufuk acara bagi lubang hitam (titik yang dipanggil pulangan tidak, menurut teori sama ).

The EHT berdasarkan teknik yang dipanggil interferometri dengan asas yang lama (Sangat Long Baseline interferometri, VLBI), yang membolehkan untuk menggabungkan kepelbagaian rangkaian global teleskop daratan, sekali gus mewujudkan saiz teleskop gergasi Bumi. Kuasa sistem seperti itu harus cukup untuk melihat ke dalam tengah-tengah Bima Sakti dan melihat lubang hitam Sagittarius A * ( "Sagittarius A *"), yang mempunyai jisim yang 4 juta kali jisim matahari kita.

Ahli astronomi akan buat pertama kali melihat mata lubang hitam ufuk acara

The Black Hole "Sagittarius A *" - tujuan utama kajian ini Kehadiran ahli-ahli astronomi ini lubang hitam mengisyaratkan cakera gas dan debu, membungkus sekelilingnya. Bidang graviti objek memesongkan lulus cahaya melalui perkara cakera. Menurut ahli-ahli astronomi, warna dan kecerahan juga akan berbeza dalam cara yang boleh dijangka.

Di bawah pengawasan langsung lubang hitam dengan bantuan Event Horizon Teleskop, ahli-ahli astronomi berharap dapat melihat objek dalam bentuk bulan sabit, dan bukannya dalam bentuk cakera penuh. Ia agak mungkin, mereka dapat melihat bayang-bayang ufuk acara bagi lubang hitam terhadap bahan yang terang dan berkilau di sisinya awan gas.

Semata-mata rangkaian teleskop Event Horizon terdiri daripada sembilan stesen - dibentangkan beberapa teleskop berasingan, ada yang segera menetapkan pelbagai teleskop - terletak di Antartika, Chile, Hawaii, Sepanyol, Mexico, dan Amerika Syarikat (Arizona). Pembangunan teleskop "maya" telah dijalankan selama bertahun-tahun. Untuk sebahagian besar ini adalah disebabkan untuk menguji teknologi baru. Walau bagaimanapun, ujian awal menunjukkan sensitiviti terhad dan kekurangan resolusi, tidak membenarkan untuk mencapai keputusan yang dikehendaki dapat melihat lubang hitam. Menambah kepada rangkaian teleskop lebih sensitif, termasuk Atacama Large Milimeter Grid (ALMA), yang terletak di Chile, serta Kutub Selatan Telescope, ia telah dibenarkan untuk menambah kuasa yang perlu sistem maya. Kesannya adalah hampir sama seperti apabila dilengkapi mata di mana, bukan tempat yang terang jelas anda melihat dua lampu kereta menghampiri kepada anda. Dengan sendirinya, lubang hitam di angkasa latar belakang adalah objek yang sangat padat untuk pemerhatian. Melihat kehadirannya di pelbagai spektrum optik (apabila anda boleh memiliki mata untuk melihat cahaya) adalah agak mustahil, kerana gelombang yang disekat oleh pengumpulan besar habuk dan gas yang terletak di sekitar lubang hitam. Walau bagaimanapun, teleskop dengan resolusi yang dikehendaki, dan bekerja di yang lama, panjang gelombang milimeter, dapat menembusi kabus kosmik.

Resolusi teleskop apa-apa jenis - ciri-ciri terbaik, yang boleh diselaraskan dan diukur - biasanya dinyatakan dari segi resolusi sudut, iaitu keupayaan sistem optik untuk membezakan mata mewakili permukaan. Diukur dalam saat lengkok (saat lengkok) dan minit (arcminutes) serta darjah. Sebagai contoh, saiz sudut bulan relatif kepada Bumi adalah separuh ijazah atau mengambil 1800 saat lengkok langit kami. Untuk aperture sebarang teleskop lebih (diameter), butiran terperinci sistem dapat melihat pada objek yang diperhatikan.

Resolusi teleskop tunggal (biasanya dari 100 m aperture) adalah kira-kira 60 arcsec. Ini berbanding dengan resolusi mata kasar melihat 1/16 diameter Bulan penuh. Dengan menggabungkan kejamakan teleskop sistem Event Horizon Teleskop boleh mencapai resolusi 15-20 mikroarksekund (0 arcsec 000.015), yang merupakan anggur yang setara, dibezakan pada jarak dari bumi ke permukaan lunar.

Apa yang dipertaruhkan?

Walaupun pada hakikatnya bahawa amalan menggabungkan beberapa teleskop ke dalam satu rangkaian tunggal telah digunakan, khususnya dalam kes ini, ke arah mewujudkan Event Horizon Teleskop mengandungi banyak kesukaran dan kesulitan.

Data yang direkodkan oleh setiap stesen, yang merupakan sebahagian daripada rangkaian keseluruhan akan dihantar ke pusat berkomputer pusat, di mana komputer super yang akan memprosesnya tepat dan mengintegrasikan. Perbezaan dalam keadaan cuaca, keadaan atmosfera, keadaan teleskop diri mereka dalam setiap kes individu akan berbeza dengan ketara dan memerlukan penentukuran sangat halus saintis mampu untuk mendapatkan imej akhir objek dengan minimum (atau lebih baik - kekurangan lengkap) artifak.

Jika penyelidik berjaya dan akhirnya akan mendapat imej yang sebenar pertama ufuk acara bagi lubang hitam, ia akan membuka era baru dalam kajian objek fizik alam semesta dan akan menyelesaikan banyak teka-teki yang menarik, salah satu yang berbunyi seperti berikut: jika ada, horizon acara ini umum?

Adakah teori Einstein dalam syarat-syarat seperti graviti kuat atau adakah kita perlu membangunkan teori lain graviti berkenaan dengan lubang hitam? Bagaimana untuk memberi makan lubang hitam dan berapa banyak bahan kemudiannya dipancarkan dalam bentuk jet? Semua soalan-soalan ini perlu dijawab setakat ini.