Кто предсказал существование черных дыр
Перейти к содержимому

Кто предсказал существование черных дыр

  • автор:

Кто первый открыл черную дыру

Черные дыры — одни из самых загадочных и непостижимых объектов во вселенной, силой притяжения которых нельзя не увлекаться. Но кто первым открыл и описал черные дыры? В этой статье мы рассмотрим историю, теории и факты, связанные с этими загадочными объектами.

  1. Предсказание существования черных дыр
  2. Концепция «темных звезд» и их открытие
  3. Знаменитое название
  4. Теоретическое обоснование
  5. Первое фото
  6. Что можно узнать из изображений черных дыр
  7. Выводы и советы

Предсказание существования черных дыр

Существование черных дыр было предсказано Альбертом Эйнштейном в 1916 году в рамках общей теории относительности. Он предположил, что внутри некоторых звезд существует такое сильное притяжение, что оно не позволяет ничему, включая свет, покинуть их границы. Это и есть черная дыра.

Концепция «темных звезд» и их открытие

Но первое упоминание об объектах, которые впоследствии стали известны как черные дыры, связывают с Джоном Мичеллом и Пьером-Симоном Лапласом. Мичелл предположил, что некоторые звезды могут быть настолько массивными, что сила их гравитации будет неспособна допустить уход материи за их пределы. Позже Лаплас усовершенствовал эту идею и назвал эти объекты «темными звездами». Но настоящую черную дыру нашли только в 1971 году.

Знаменитое название

Изобретатель термина «черная дыра» неизвестен, но само обозначение было популяризовано Джоном Уилером. Впервые этот термин был употреблен в лекции «Наша Вселенная: известное и неизвестное», которую Уилер произнес 29 декабря 1967 года.

Теоретическое обоснование

Карл Шварцшильд в 1916 году также предсказал существование черных дыр. Он обнаружил, что они являются неотъемлемым следствием теории относительности Эйнштейна. Таким образом, если теория Эйнштейна корректна, то черные дыры должны существовать.

Первое фото

В 2019 году коллаборация Event Horizon Telescope смогла получить первое изображение черной дыры в центре галактики Мессье 87. Для этого использовалась система синхронизации нескольких телескопов, разбросанных по всей поверхности Земли. Это событие стало не только научным, но и медийным триумфом и привлекло внимание всего мира к загадочным черным дырам.

Что можно узнать из изображений черных дыр

С помощью фотографий черных дыр ученые могут узнать о различных физических свойствах этих объектов, включая их размер, массу, форму и поведение вблизи горизонта событий. Эти наблюдения помогают дополнить знания об общей теории относительности Эйнштейна и уточнить наши представления об эволюции звезд и галактик.

Выводы и советы

Черные дыры — это одни из самых интересных и непостижимых объектов во Вселенной, которые всегда будут привлекать внимание ученых и общественности. Первое фото черной дыры доказало возможность наблюдать за этими загадочными объектами и дало новые возможности для научных исследований. Для того чтобы больше узнать о черных дырах, рекомендуется ознакомиться с современной научной литературой по данной теме.

  • Где пересечь границу России с Латвией
  • Можно ли передавать передачу в реанимацию
  • Почему нельзя попасть в Антарктиду
  • Как вернуться назад во времени
  • Сколько русских живет в Туркменистане
  • Какое образование нужно для работы в СОБР

В 1783 году Джон Мичелл и в 1796 году Пьер-Симон Лаплас впервые выдвинули гипотезу о существовании объектов во Вселенной, которые они назвали «темными звездами». При сжатии эти объекты обладают настолько сильной силой притяжения, что скорость убегания рядом с ними может превышать скорость света. Также ученые считали, что эти темные звезды могут быть источниками энергии для других звезд. Однако, подобной теории не было экспериментального подтверждения до 1960-х годов, когда была обнаружена первая черная дыра в близлежащей галактике. С тех пор наука продолжает изучать этот интересный и загадочный объект во Вселенной, исследуя свойства и последствия его воздействия на нашу галактику и остальную часть космоса.

Все права защищены © 2013-2024

"Абсолютный монстр": ученым впервые удалось сфотографировать горизонт событий черной дыры

Черная дыра

Расстояние до этой черной дыры — около 50 млн световых лет, или почти 500 квинтиллионов (500 миллионов триллионов) километров. Чтобы ее сфотографировать, потребовалась сеть из восьми телескопов, расположенных на разных континентах.

"То, что мы видим [на снимке], — больше по размеру, чем вся наша Солнечная система, — пояснил Би-би-си профессор Университета Неймгена в Нидерландах Хейно Фальке. — Масса этой черной дыры превышает солнечную в 6,5 млрд раз".

"Это одна из самых массивных черных дыр, которые в принципе могут существовать, — добавил профессор. — Абсолютный монстр, чемпион Вселенной в сверхтяжелом весе".

M87

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

Конец истории Реклама подкастов

Строго говоря, да, не знали — точнее, не были уверены. И уж точно ни одной не видели — до сегодняшнего дня. Существовали лишь убедительные косвенные доказательства.

На бытовом уровне это можно сравнить с громом и молнией. Мы знаем, что разряд молнии порождает мощную ударную волну, которую мы воспринимаем как гром, и одно без другого существовать не может.

Однако молния может быть скрыта за толстым слоем облаков или высотными зданиями, и тогда мы слышим только удар грома, а самой молнии не видим — но можем с уверенностью предположить, что она была. Хотя и не можем полностью исключить другие объяснения.

Примерно так же и с черными дырами. Их существование было предсказано более общими научными теориями (впервые — еще в конце XVIII века) и с тех пор многократно подтверждено расчетами. Но "вещественных доказательств" у ученых не было — а теперь есть.

Кстати, ровно по такому же принципу физики десятилетиями прицельно искали предсказанные ранее гравитационные волны и бозон Хиггса. И в итоге — после десятилетий поисков — нашли и то и другое.

Черная дыра (художественное представление)

"Значимость нашего открытия состоит в том, что оно превратило математический концепт горизонта событий, который обычно представляет собой написанные на доске формулы, в реальный объект — во что-то, что можно проверить, измерить и наблюдать", — заявил один из руководителей проекта Лучано Реццола.

Что мешало сделать фотографию раньше?

Штука в том, что увидеть черную дыру попросту невозможно — ни невооруженным глазом, ни с помощью аппаратуры. Поэтому она и называется черной.

Мы видим те или иные объекты, когда отраженные от них лучи света попадают на светочувствительные рецепторы в наших глазах. В отсутствие света зрение становится совершенно бесполезным.

Представьте себе, что вы находитесь в абсолютно темной комнате, куда не проникает никакой свет. Что вы увидите вокруг? Ничего. Темноту. Даже если пространство вокруг вас заставлено вещами, вы можете их нащупать — но не увидеть.

В комнате вы можете воспользоваться прибором ночного видения: он улавливает невидимое инфракрасное излучение и переводит его в видимую часть спектра.

Однако в случае с черной дырой ее притяжение так велико, что преодолеть его не может никакое излучение, доступное нашим телескопам — ни радиоволны, ни рентгеновское излучение, ни гамма-лучи, — не говоря уже про видимый солнечный свет.

Так что улавливать попросту нечего.

Как же удалось сфотографировать то, что невозможно увидеть никакой аппаратурой?

Строго говоря, на фотографии не сама черная дыра, а ее "внешняя оболочка" — точка невозврата, также известная как горизонт событий.

Так называется область пространства-времени, внутри которой гравитация черной дыры уже не дает вырваться наружу никакой информации, но снаружи у лучей еще есть возможность избежать притяжения.

Искривление времени-пространства

Уловить и сфотографировать эти лучи — прошедшие по самому краю горизонта событий, но не поглощенные черной дырой — на протяжении многих лет пытался проект Event Horizon Telescope (EHT). Это сложная сеть радиотелескопов, расположенных на разных континентах и совместно анализирующих информацию.

Задача эта не из простых. Время и пространство вокруг черной дыры сильно искривлены, а кроме того, ее окружает плотное облако космической пыли и газа.

Однако после нескольких лет сбора и анализа информации это, наконец, удалось сделать.

Жесткие диски

Собранной информации было так много, что переслать ее по интернету было просто невозможно: сотни жестких дисков пришлось свозить самолетами в аналитические центры в Бонне и Бостоне.

"Нам удалось сделать то, что казалось предыдущему поколению невозможным", — заявил руководитель проекта, профессор Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики Шеперд Дойлеман.

Так что же на снимке?

Как объясняет профессор Фальке, идеально круглую черную дыру окружает "огненное кольцо" — это устремляющийся в нее горячий газ, разогретый до невероятных температур.

Газ светится так сильно, что затмевает по яркости несколько миллиардов звезд, расположенных в той же галактике, — поэтому его можно увидеть с Земли.

Сама черная окружность — это область внутри горизонта событий, откуда свет вырваться уже не может. Там перестают действовать все привычные нам законы физики.

Разрешить контент Google YouTube?

Этот материал содержит контент, предоставленный Google YouTube. Мы просим вашего разрешения до загрузки, потому что он может использовать кукис и другие технологии. Вы можете ознакомиться с правилами кукис и политикой личных данных Google YouTube, прежде чем дать согласие. Чтобы увидеть этот контент, выберите “Согласиться и продолжить”.

Согласиться и продолжить

Внимание: Контент других сайтов может содержать рекламу.

Контент из YouTube окончен, 1

Что дальше?

Уже несколько лет та же команда ученых пытается сфотографировать ближайший к нам подобный объект — сверхмассивную черную дыру Стрелец A*, находящуюся в центре нашей галактики Млечный путь.

Расстояние до нее от Земли составляет "всего" около 26 тысяч световых лет, а масса превышает солнечную примерно в 4,3 млн раз — в тысячу с лишним раз меньше, чем черная дыра в скоплении Девы.

Как ни странно, сделать этот снимок намного сложнее, чем сфотографировать черную дыру в далекой галактике, поскольку "огненное кольцо" в центре Млечного пути меньшего размера и не такое яркое.

Черная дыра

Хотите узнавать обо всем самом важном и интересном через мессенджер? Тогда подписывайтесь на наш Telegram-канал.

Предсказано существование огромных черных дыр в ранней Вселенной

Астрофизик Джозеф Саймон из Университета Колорадо в Боулдере создал новую модель для предсказания масс самых больших черных дыр в ранней Вселенной. Оказалось, что такие черные дыры, находящиеся в составе далеких двойных систем, намного больше, чем предполагали предыдущие модели. Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.

Сверхмассивные черные дыры находятся в центре каждой галактики в локальной вселенной, при этом их массы тесно связаны с характеристиками родительских галактик, что подразумевает тесную эволюционную историю. Ожидается, что популяция двойных сверхмассивных черных дыр, которые образуются после слияния галактик, будет создавать фон гравитационных волн. Такие гравитационные волны обнаруживаются с помощью наблюдения миллисекундных пульсаров, поскольку прохождение волны через Землю вносит возмущение в регистрируемую частоту вращения пульсара.

В настоящее время наблюдения миллисекундных пульсаров уже получают первые намеки на существование фона гравитационных волн, чья амплитуда приближается в верхней границе, предсказываемой моделями. Это может указывать на то, что существующие модели недооценивают массы сверхмассивных черных дыр.

Модели, предсказывающие массы двойных сверхмассивных черных дыр, могут быть построены на основе наблюдений за галактиками и использованы для определения источника гравитационных волн. Однако такие модели не являются совершенно точными, поскольку имеется неопределенность в том, как масса сверхмассивной черной дыры связана с наблюдаемыми свойствами галактик.

Джозеф Саймон построил новую модель массы сверхмассивной черной дыры, которая учитывает не звездную массу галактик, а их скорости. Он проанализировал данные о сотнях тысяч галактик возрастом несколько миллиардов лет. Астрофизик обнаружил, что результирующая популяция двойных сверхмассивных черных дыр в далеких слившихся галактиках содержит более массивные системы, чем предсказывали предыдущие модели. Иными словами, галактики, удаленные более чем на пять миллиардов лет, содержат черные дыры с массами 10 миллиардов Солнц. Ранее предполагалось, что такие массы характерны для более близких (или более современных) областей Вселенной.

Результаты исследования дополняют растущее число доказательств, что в ранней Вселенной существовали массивные галактики с массивными черными дырами, которым могло понадобиться гораздо меньше времени на формирование, чем считалось ранее.

Всё, что мы знаем про черные дыры

Всё, что мы знаем про черные дыры

Черные дыры — самые загадочные объекты в нашей Вселенной. Люди никогда, до недавних пор, не видели реальных фотографий этих объектов, но, как они выглядят знали все. Парадокс на парадоксе. Впервые о черных дырах я узнал примерно лет в 7, листая страницы «астрономической энциклопедии». Более подробно в этом явлении я захотел разобраться в 11-12 лет, когда мне брат отдал книгу «Звезды: их рождение, жизнь и смерть» Иосифа Шкловского. Но дальше оперативных пробежек глазами по строчкам дело не зашло. Долгое время мне казалось, что люди знают о черных дырах все. Я ошибался. Ошибались и ученые — недавний снимок дал ответы, и доказал многое из гипотез, но создал еще пуд новых вопросов, на которые человечеству придется ответить в ближайшее время. Но, как людям пришла идея о том, что такие объекты существуют, если мы их никогда не видели? И почему черная? Об этом далее.

Telegram-канал создателя Трешбокса про технологии

Кто предсказал существование черных дыр

Всё, что мы знаем про черные дыры

Пьер Лаплас

Как и многое в нашем мире — существование черных дыр (или же невидимых звезд — это самый первый термин, которым называли черные дыры) считалось абсурдом. Как объект может быть невидимым? Ведь это противоречит волновой теории света! — Так считал французский математик, астроном и физик Пьер Лаплас. В период начала 19-го века он взял за основу теории британского ученого Джона Мичелла, который предполагал, что в космосе существуют объекты, которые мы не сможем увидеть даже в самый мощный телескоп, так как их сила гравитации не позволит фотонам света покинуть свои пределы. С чего он вообще это предположил?

Изучив работы Исаака Ньютона, которым была описана гравитационная константа (постоянная) Земли, и что все объекты, находящиеся в её пределах — притягиваются. Однако важно понимать, что Ньютон занимался не только изучением гравитации, одним из монументальных открытий является определение света (фотонов), как потока частиц. Мичелл решил объединить воедино эти два открытия и в ходе мысленных экспериментов, связав механику и оптику, он сделал вывод, что объекты, имеющие большую плотность и массу, могут удерживать и не выпускать частицы фотонов. А как фотоны могут удерживаться гравитацией, если это безмассовые частицы?

Всё, что мы знаем про черные дыры

Представьте пушечное ядро — чтобы запустить его за пределы нашей планеты и сделать искусственным спутником, необходимо разогнать его выше скорости, с которой гравитация нашей планеты притягивает к себе материю. Известно — чем выше плотность и масса объекта, тем более сильное гравитационное притяжение он имеет. Следовательно, чтобы запустить это ядро в свободное пространства, например, с Kepler-442 b, которая по многим параметрам похожа на землю, потребуется большее количество энергии и большая скорость. Но что, если объект имеет такую силу гравитации, что притягивает другие тела с такой силой, что выбраться можно только развив скорость, выше скорости света? (Спойлер — такое невозможно).

Если объект имеет такие параметры (имею в виду, что он притягивает даже фотоны частиц) — это определенно черная дыра. Парадокс таких объектов ставил в тупик всех ученых разных эпох. Даже сейчас, когда уровень развития технологий, способен показать нам черные дыры, мы не способны в подробностях ответить и рассказать обо всем, что они в себе скрывают. Однако есть еще один момент, по которому можно вычислить черную дыру — по формуле гравитационного радиуса, открытой Карлом Шварцшильдом. Эту формулу еще называют «Формулой Шварцшильда», но это неважно. Давайте к сути.

Всё, что мы знаем про черные дыры

В 1915-м году известнейший ученый Альберт Эйнштейн представил миру общую теорию относительности — ОТО, благодаря этой работе другие исследователи в ближайшее столетие смогли и теоретически, и практически исследовать и определить свойства практически всех явлений в нашей Вселенной. Одним из почитателей Эйнштейна, а именно Карлом Шварцшильдом, после изучения материалов теории относительности была выведена формула, можно даже сказать закон, по которому определяются значение сжатия массивных объектов, скажем для примера — звезд, до гравитационного радиуса.

Всё, что мы знаем про черные дыры

После того как объект сжался до гравитационного радиуса, под воздействием своих же сил гравитации он не сможет восстановиться, а все другие частицы (излучение, свет) не могут покинуть его пределов. Именно эта модель стала наилучшим объяснением возникновения черных дыр. Сейчас объясню подробнее. Черную дыру чисто теоретически можно сделать из чего угодно. Для этого необходимо взять тело и сжимать его без потери массы. Частицы его вещества будут становиться все более плотны в отношении друг к другу и силы гравитации между ними будут возрастать. Если мы продолжим сжимать тело, например, нашу Землю до диаметра 8 миллиметров, планета станет маленькой черной дырой. Почему 8 миллиметров? Откуда взялась эта цифра? Взялась она, конечно же, не из пустого места, а из вычислений по формуле Шварцшильда. Выглядит она так: Rg=(2GM)/(c^2)

Всё, что мы знаем про черные дыры

До таких размеров необходимо сжать Землю, чтобы на её месте появилась черная дыра

R — это собственно сам радиус (то, что получится в итоге вычисления)

G — гравитационная постоянная (6.67*10^(-11))

M — масса гипотетического тела (любое число)

С в квадрате — скорость света в вакууме (3*10^8)

После вычислений получается Rg= 0,008… (км). Переведем значение и получим 8*10^(-3), а это 8 миллиметров.

Можете сами поиграться с формулой и повычислять, до каких размеров нужно сжать, например, Луну, чтобы на её месте образовалась черная дыра. Если считать лень, то можете воспользоваться специальными сервисами в интернете, коих довольно много.

Окей, разобрались с тем, как можно определить и узнать гравитационный радиус образованной черной дыры. Но откуда мы знаем, что из них не может выбраться даже свет? Неужели сила гравитации может быть сильнее скорости света — максимумом скорости в пространстве? Да! И узнали мы это тоже с помощью точных формул и фундаментальных законов. Но тут я попытаюсь объяснить проще, без сложных загроможденных уравнений.

Всё, что мы знаем про черные дыры

Наше пространство под воздействием гравитации искривляется — именно благодаря этому эффекту тела могут притягиваться друг к другу. Многие считают, что фотоны летят по прямой, но по прямой они летят относительно самих себя. На самом же деле массивные объекты способны искривлять свет от других объектов. Впервые гравитационное воздействие на свет обнаружил английский физик Артур Эдднгтон в 1919-м году. Тогда, изучая солнечное затмение, вместе с остальной командой экспедиторов в Африке было доказано, что Солнце очень слабо, однако, отклоняет лучи света от звезд на небе. Так и черные дыры, будучи плотными телами с бесконечно большой силой гравитации искривляют пространство до такой степени, что свет просто-напросто поглощается ими.

А выйти он не может, так как фотоны следуют, условно говоря по течению. Сравнить этот процесс можно с засасыванием воды в воронке — двигается она под воздействием кинетической силы и без внешних воздействий вода покинуть эту воронку не сможет никак. По отсутствию любого излучения и искривления вокруг, исследователи и обнаруживают черные дыры на карте нашего космоса. По этой причине, кстати, такие объекты и называли — «черными дырами», так как они не испускают, а лишь поглощают все возможные излучения. Долгое время люди не были способны хоть как-то запечатлеть их запечатлеть — все изображения, которые мы видели в интернете, в книгах, это лишь фантазии художников. Однако все они были созданы с учетом всех нюансов физических и математических свойств, формул. И вот, совсем недавно — 10 апреля ученым впервые в истории удалось сделать достоверное фото черной дыры. Об этом мы поговорим далее.

Телескоп горизонта событий (EHT)

Всё, что мы знаем про черные дыры

Астрофизикам удалось запечатлеть изображение черной дыры, находящейся в галактике Мессье 87 в созвездии Девы. Расстояние от Земли до неё внушительное — 53 миллиона световых лет. Но как ученые смогли сделать её фотографию? — это ведь практически то же самое, что разглядеть морщинку на лбу у человека, который стоит на поверхности Луны… И почему это не удавалось ранее?

Всё, что мы знаем про черные дыры

До 2019-го года люди никогда не видели реальных изображений черных дыр, об этом я уже говорил. Однако обнаружить их нам удалось давно, еще с появлением радиотелескопов. Одним из последних открытий было обнаружение телескопом «Хаббл» необычной черной дыры в центре галактики RXJ1140.1+0307 в 2017-м году. Чем отличается картинка с «Хаббла» от «EHT" (Event Horizon Telescope)?

Я думаю, тут все очевидно — изображение галактики RXJ1140.1+0307 не позволяет нам полностью оценить все масштабы сверхмассивной черной дыры в центре, а также её визуальные свойства, чтобы подтвердить или опровергнуть предположения астрофизиков. А вот EHT предоставляет нам все доказательства теоретических представлений черных дыр.

Всё, что мы знаем про черные дыры

Теперь возвращаемся к основным вопросам — «Как ученым удалось сделать такую фотографию»? Телескоп горизонта событий — это не просто одиночный телескоп, это целая сеть из восьми радиотелескопов, установленных в разных частях света. Общий радиус действия сети составляет порядка 10 000 километров. Точность углового расстояния 7-10 микросекунд. Сам процесс запечатления черной дыры в М87 был начат в 2017-м году и продолжался всего четыре дня, четыре дня — изменивших мир. Однако процесс обработки полученных данных потребовал два года, были получены петабайты данных, а жесткие диски с ними перевозили в главный центр самолетами.

Без специального программного алгоритма, который разработала 29-летняя девушка, выпускница института MIT Кэти Боумэн, такого великого события могло бы и не быть. Об этом чуть позже.

Проект по созданию телескопа, способного получить фотографию черной дыры был начат еще в 2012-м году и тогда в планах было создание массивного улавливателя сигналов. Чуть позже, исследователи пришли к выводу, что вовсе не нужно тратить время и деньги на создание такой махины, ведь толку от неё будет мало. А вот от объединения в единую систему нескольких телескопов, находящихся в разных точках Земли, мы смогли бы наиболее точно уловить, так называемую «тень черной дыры». Всего участие в программе принимали 8 телескопов, расположенных на территории США, Испании, Мексики, Чили, Гавайев и Южного Полюса. Россия, к сожалению, участия в этом проекте не принимала.

Всё, что мы знаем про черные дыры

А как все эти телескопы работали вместе, если они находились на разных континентах? И в чем преимущество? Дело в том, что М87 находится на чудовищно большом расстоянии от Земли и в привычном нам понимании, потребовался бы телескоп, сейчас без шуток, размером со всю планету. Тогда бы мы смогли бы увидеть все что угодно, но сделать подобное нереально, да и смысла в этом нет. А размещение, например, нескольких телескопов на значительном расстоянии друг от друга даст тот же эффект. Еще дело кроется в так называемом угловом расстоянии. Я как-то в этой статье уже сказал, что точность измерения состаялвет 7-10 микросекунд. Что это такое? Давайте рассмотрим на примере. Посмотрите на эту картинку, сейчас вы видете два шара расположенных относительно близко друг к другу.

Но, как только я начну размещать эти сферы все дальше и дальше, для наблюдателя (то есть для нас с вами) они будут постепенно казаться одним целым и в какой-то момент вовсе сольются. Тоже касается и объектов в космосе, которые находятся на большом расстоянии.

Всё, что мы знаем про черные дыры

Так, например выглядит Луна, сфотографированная на объектив с угловым расстоянием, как у наших глаз.

Всё, что мы знаем про черные дыры

А так, сфотографированная через телескоп. Разница в количестве деталей и четкости заметна сразу. Если бы мы пытались заснять черную дыру через один телескоп, то у нас бы ничего не получилось. Однако синхронизировав целых восемь телескопов размещенных, как можно дальше друг от друга мы увеличиваем апертуру и можем заглянуть в самые дальние уголки нашего космоса. С этим разобрались. А зачем ученые решили исследовать столь отдаленную от нас галактику с её черной дырой?

Всё, что мы знаем про черные дыры

Галактика Мессье 87, ну или просто М87 находится от нас на расстоянии в 53 миллиона световых лет. Сверхмассивная черная дыра нашей галактики находится от Солнечной системы всего в 26 тысячах световых лет. Не усложнили мы себе жизнь? — Нет. Ведь запечатлеть, даже в радиоволнах центр нашей галактики было бы крайне сложно, если вовсе невозможно. Вот тогда бы мы и вправду значительно усложнили бы себе жизнь. Дело в том, что мы с вами находимся в рукаве Ориона нашей галактики, и наблюдать её центр очень сложно, из-за того, что миллионы других звезд будут нам просто-напросто создавать помехи и обнаружить так называемую «тень» черной дыры не выйдет. Это тоже самое, что увидеть вашего друга, стоящего ровно напротив вас через пару километров лесополосы — деревья, как и звезды будут мешать обзору.

Также упрощает наблюдения тот факт, что наблюдаемая галактика и её черная находится от нас дальше и изменения в её движении не так заметны.

А как несколько телескопов, находящихся в значительном расстоянии, друг от друга могут одновременно наблюдать одну черную дыру? Наша земля вращается, и все телескопы исследовали черную дыру поочередно, когда планета находилась в нужном положении. То есть — сначала один телескоп делал снимок, потом второй и так далее. После этого все данные, полученные с телескопов, записывались на жесткие диски и перевозились в центр обработки. Как только все данные были собраны при помощи мощнейших суперкомпьютеров эти 5 петабайт данных прошли несколько этапов цифровой обработки — на первом этапе (этапе корреляции) все значения, полученные с телескопов, были объединены, а сам объем файлов был уменьшен в тысячу раз. После того, как все данные были синхронизированы и объединены, записанные радиоволны (именно радиоволны, так как они лучше всех остальных исследуются в миллиметровом диапазоне) проходили процесс калибровки. То есть, специальный алгоритм, о котором мы наконец поговорим в следующем пункте, выявлял недостающую мощность источника, увеличивал её и делал достоверной. Шумы и помехи при этом отсекались. На этом этапе общий объем информации уменьшался в десять тысяч раз. Ну и в заключении данные проходили через алгоритм, визуализирующий полученные радиоволны. Одним из главных разработчиков этой системы является ставшая уже знаменитой на весь мир Кэти Боумен. Девушка, совместно с командой других ученых, смогла создать специальный компьютерный алгоритм, который буквально реставрировал радиоволны и cделал из них картинку, увидя которую мы смогли наконец убедиться во всех нюансах, которые предсказывал Эйнштейн и рисовали художники. Если вы хотите подробно ознакомиться с проектом EHT и всеми техническими нюансами, то я рекомендую посмотреть получасовую лекцию Кэти Боумен на TED.

Я же скажу вкратце, по какому принципу алгоритм сделал из радиоволн картинку. В систему были загружены сотни разных фотографий и картинок с изображениями черных дыр и других космических объектов. Чтобы убедиться в объективности работы алгоритма ученые загружали в него уже исследованные ранее радиоданные других космических объектов и, как оказалось, алгоритм на выходе выдавал картинку, которая была в точности схожа с исходной. Её, кстати, в алгоритм не загружали. Полученное изображение изначально было монохромным, покрасили его в оранжевые тона потом, и только для удобства, чтобы степени яркости плазмы были более отличимы.

В итоге мы теперь знаем, что в течение сотни лет наши убеждения не просто в существовании черных дыр, но и в том, как они выглядят оказались верны. Уже в 2020-м году EHT планируют подключить больше телескопов и спутников к своей системе, чтобы сделать более четкое изображение черной дыры и даже снять её на видео. В будущем это позволит нам узнать намного больше о самой природе черных дыр и нашего пространства. Но не стоит обольщаться — ведь, чем больше ответов мы находим, тем больше новых вопросов возникает. Пока человечество будет жить — эта гонка открытий не закончится никогда.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *